Muskeleffizienz. Konzept der motorischen Einheit. Kraftgesetz für die Skelettmuskulatur. Eine Aufgabe auf Kosten einer anderen ausführen

Es gibt zwei Arten von Arbeit – körperliche und geistige; und die Debatte darüber, welches einfacher ist, ist völlig unangemessen. Die Ermüdung bei geistiger Arbeit kann nicht geringer und manchmal sogar größer sein als bei körperlicher Arbeit. Und zweifellos sind beide Arten von Aktivitäten wichtig und nützlich.

Was beeinflusst das Leistungsniveau einer Person?

Arbeit- ist die Umsetzung der ihm innewohnenden Funktionen durch eine Zelle, ein Organ, ein Organsystem oder einen Organismus. Homo sapiens verrichtet in der Regel sozial nützliche Arbeit. Der wissenschaftliche und technische Fortschritt hat die Natur der menschlichen Arbeit verändert. Schwere körperliche Arbeit wurde durch geistige Arbeit ersetzt. Sowohl körperliche als auch geistige Arbeit zielen auf die Ausführung spezifischer Aufgaben ab, und bei der Ausführung jeder Art von Aktivität sind unterschiedliche Prozesse beteiligt. „Die meisten modernen Arbeitnehmer führen Aufgaben aus, die Mustererkennung, schnelle Erfassung und Verarbeitung von Informationen sowie die Fähigkeit, Pläne zu entwickeln und Entscheidungen zu treffen, erfordern“, schreibt der berühmte Arbeitsphysiologe G. Ulmer (1997). Und dies hinterlässt gravierende Spuren in der menschlichen Gesundheit.

Leistung- Dies ist die Fähigkeit einer Person, in einer bestimmten (vorgegebenen) Zeit und mit einer bestimmten Effizienz den größtmöglichen Arbeitsumfang zu verrichten. Effizienz wird wie Arbeit in geistige und körperliche unterteilt. Basierend auf der obigen Definition ist die geistige Leistungsfähigkeit eines Menschen die Fähigkeit, einen bestimmten Arbeitsaufwand zu verrichten, der eine erhebliche Aktivierung der neuropsychischen Sphäre erfordert. Die körperliche Leistungsfähigkeit des Menschen ist die Fähigkeit, ein Höchstmaß an Arbeit zu leisten. körperliche Arbeit durch Aktivierung des Bewegungsapparates. Natürlich hängt die körperliche Leistungsfähigkeit auch vom Zustand des Nervensystems ab, das den Bewegungsapparat versorgt.

Was beeinflusst die Leistung und wie kann die Effizienz der geleisteten Arbeit gesteigert werden? Der Hauptfaktor, der die Leistungsfähigkeit eines Menschen beeinflusst, ist in erster Linie sein Gesundheitszustand. Auch die geistige und körperliche Leistungsfähigkeit eines Menschen hängt vom Ausbildungsstand, der Erfahrung sowie dem körperlichen und geistigen Zustand ab. Ein wichtiger Indikator für die Arbeitsfähigkeit eines Menschen ist seine Neigung zu einer bestimmten Tätigkeit (d. h. sein Talent), seine Arbeitsmotivation und arbeitsbezogenen Emotionen, der Zustand des Umfelds und die Arbeitsorganisation. Bei der menschlichen Leistungsfähigkeit spielt die optimale Organisation des Arbeitsplatzes eine wichtige Rolle, die es ermöglicht, die für die Arbeitsausführung notwendige Position des Körpers und seiner Segmente aufrechtzuerhalten.

Nachfolgend erfahren Sie, welche Arten von Arbeiten es gibt und welche Mechanismen bei deren Umsetzung involviert sind.

Arbeitsarten: körperliche und geistige Leistungsfähigkeit einer Person

Geistige Arbeit ist mit Denken und artikulierter Sprache verbunden, da sich eine Person nicht mit bestimmten Objekten, Phänomenen oder lebenden Organismen beschäftigt, sondern mit den Symbolen oder Konzepten, die sie definieren. Zur geistigen Arbeit gehört das Empfangen und Verarbeiten von Informationen, deren Vergleich mit im Gedächtnis gespeicherten Informationen, das Umwandeln von Informationen, das Erkennen von Problemen und Lösungswegen sowie das Formulieren eines Ziels.

Geistige Leistungsfähigkeit ist mit mentalen und emotionalen Komponenten verbunden. Die mentale Komponente ist mit den intellektuellen Fähigkeiten eines Menschen verbunden; sie erfordert Denken und Konzentration. Die emotionale Komponente umfasst das Selbstwertgefühl einer Person als Gegenstand geistiger Arbeit sowie die Einschätzung der Bedeutung des Ziels und der Mittel. Die emotionale Komponente führt zur Entstehung zahlreicher positiver und negativer Emotionen, die sich in deutlichen Reaktionen des autonomen Nervensystems und Stimmungsschwankungen eines Menschen äußern. Emotionaler Stress und mentale Überlastung stimulieren den sympathischen Teil des autonomen Nervensystems, was sich in einer Erhöhung der Herzfrequenz und Atmung, des Herzzeitvolumens und der Atmung sowie vermehrtem Schwitzen („Kampf- und Fluchtreaktion“) äußert.

Körperliche Arbeit ist mit der Aktivität des Bewegungsapparates verbunden, die Hauptrolle spielt dabei die Skelettmuskulatur. Verändert sich durch Muskelkontraktion die Lage eines Körperteils, so wird die Widerstandskraft überwunden, also Überwindungsarbeit geleistet. Arbeit, bei der die Muskelkraft der Wirkung der Schwerkraft und der gehaltenen Last nachgibt, wird als Nachgeben bezeichnet. In diesem Fall funktioniert der Muskel, aber er verkürzt sich nicht, sondern verlängert sich im Gegenteil, beispielsweise wenn es unmöglich ist, einen Körper mit sehr großer Masse anzuheben oder zu stützen. Trotz der Muskelanstrengung müssen Sie diesen Körper auf eine Oberfläche absenken. Haltearbeit liegt vor, wenn der Körper oder die Last durch Muskelkontraktion in einer bestimmten Position gehalten wird, ohne sie im Raum zu bewegen, beispielsweise wenn eine Person eine Last hält, ohne sich zu bewegen. In diesem Fall ziehen sich die Muskeln isometrisch zusammen, also ohne ihre Länge zu verändern. Die Kraft der Muskelkontraktion gleicht das Körpergewicht und die Belastung aus. Wenn Muskeln durch Kontraktion den Körper oder seine Teile im Raum bewegen, leisten sie Überwindungs- oder Nachgiebigkeitsarbeit, was dynamisch ist. Statische Arbeit ist Haltearbeit, bei der keine Bewegung des gesamten Körpers oder eines Teils davon erfolgt. Bei statischer Arbeit kontrahiert die Muskulatur isometrisch, dabei wird die Strecke nicht zurückgelegt, sondern die Arbeit ausgeführt.

Energieverbrauch des Körpers und physiologischer Energiebedarf des Menschen

Arbeit erfordert Energie. Der Gesamtenergiebedarf eines Menschen ist die Summe aus Grund- und Arbeitsstoffwechsel. Der Energieverbrauch des menschlichen Körpers während des Grundstoffwechsels ist die Energiemenge, die der Körper in völliger Ruhe verbraucht, um das Leben aufrechtzuerhalten. Bei Männern beträgt der Energieverbrauch des Körpers durchschnittlich 1 kcal pro 1 kg Körpergewicht pro Stunde (4,2 kJ). Für Frauen - 0,9 kcal (3,8 kJ). Der Arbeitsaustausch ist die Energiemenge, die für die Ausführung einer externen Arbeit aufgewendet wird. Der gesamte tägliche physiologische Energiebedarf eines Menschen bei geistiger Arbeit beträgt 2500–3200 kcal (10.475–13.410 kJ). Für mechanisierte Arbeit oder leichte nicht mechanisierte Arbeit – 3200–3500 kcal (13.410–14.665 kJ). Für teilweise mechanisierte Arbeit oder mäßige nicht mechanisierte Arbeit – 3500–4500 kcal (14.665–18.855 kJ), für schwere nicht mechanisierte körperliche Arbeit – 4500–5000 kcal (18.855–20.950 kJ).

Anatomische und physiologische Durchmesser charakterisieren die Größe oder Funktion eines bestimmten Muskels. Der anatomische Durchmesser ist die Fläche des Muskelquerschnitts senkrecht zur Längsachse in einem bestimmten Bereich. Der physiologische Durchmesser ist die Summe der Querschnittsflächen aller Muskelfasern, die den Muskel bilden. Der erste Indikator charakterisiert die Größe des Muskels, der zweite seine Stärke. Die absolute Kraft eines Muskels wird berechnet, indem die Masse der maximalen Last (kg), die der Muskel heben kann, durch die Fläche seines physiologischen Durchmessers (cm2) geteilt wird. Dieser Indikator beim Menschen für verschiedene Muskeln liegt zwischen 6,24 und 16,8 kg/cm2. Beispielsweise beträgt die absolute Kraft des Wadenmuskels 5,9 kg/cm2, die des Musculus triceps brachii 16,8 kg/cm2 und die des Musculus biceps brachii 11,4 kg/cm2. Die Spannung, die während der Kontraktion einer Muskelfaser entsteht, liegt zwischen 0,1 und 0,2 g.

Der Kontraktionsbereich (Amplitude) hängt von der Länge der Muskelfasern ab. In den fusiformen und bandförmigen Muskeln sind die Fasern länger und die anatomischen und physiologischen Durchmesser sind gleich, sodass die Kraft dieser Muskeln nicht sehr groß und die Kontraktionsamplitude groß ist. Bei gefiederten Muskeln ist der physiologische Durchmesser viel größer als der anatomische und dementsprechend ist ihre Stärke größer. Da die Muskelfasern dieser Muskeln kurz sind, ist die Amplitude ihrer Kontraktion gering.

Arbeitseffizienzindikator: der Koeffizient der menschlichen Aktivität (Effizienz) einer Person bei der Arbeit

Einer der Indikatoren für die Effizienz menschlicher Arbeit ist der Effizienzfaktor, der angibt, welcher Teil der aufgewendeten Energie in Energie umgewandelt wird, die nützliche externe Arbeit verrichtet:

Der Leistungskoeffizient (COP) einer Person ist gleich der für externe Arbeit aufgewendeten Energie dividiert durch die erzeugte Energie und multipliziert mit 100 %.

Beim Menschen kann der Nutzaktivitätskoeffizient eines isolierten Muskels 35 % erreichen. Die Leistungsfähigkeit des Körpers als Ganzes und die Leistungsfähigkeit einer Person bei der Arbeit verschiedene Arten Muskelaktivität niedrig Sie variiert zwischen 3 und 25 %. Bei häufiger Wiederholung derselben Arbeit entwickelt sich ein funktionierendes dynamisches Stereotyp – ein System von Reflexreaktionen, die sich bei ständiger Wiederholung derselben Reize bilden. Reflexreaktionen erfolgen automatisch, sodass die Arbeit energieeffizienter und weniger ermüdend ist und keine ständige Aufmerksamkeit und Konzentration erfordert.

Ursachen und Faktoren einer vorübergehenden Abnahme der geistigen und körperlichen Leistungsfähigkeit des Körpers

Verursacht eine Reaktion in allen Organen und Systemen. Bei starker Belastung nimmt die Leistungsfähigkeit ab, da die Person müde wird. In einem aktiv kontrahierenden Muskel erhöht sich die Durchblutung um mehr als das Zwanzigfache und der Stoffwechsel wird aktiviert. Bei mäßiger körperlicher Aktivität überwiegt im Muskel der aerobe Stoffwechsel, bei schwerer Arbeit wird ein Teil der Energie anaerob, also ohne Einsatz von Sauerstoff, freigesetzt. Dadurch entsteht Milchsäure, die sich in den Muskeln ansammelt. Dies ist einer der leistungsmindernden Faktoren: Mit der Ansammlung erheblicher Mengen Milchsäure in den Muskelfasern kommt es zu Muskelermüdung. Bei körperlicher Arbeit erhöhen sich Herzfrequenz, Schlagvolumen, arterieller Druck, Sauerstoffverbrauch des Körpers. Bei leichter bis mittelschwerer körperlicher Arbeit mit konstanter Belastung für 5-10 Minuten steigt die Herzfrequenz an, danach erreicht sie ein konstantes Niveau bzw. einen Steady-State, der über mehrere Stunden nicht zu Ermüdung führt. 3-5 Minuten nach Abschluss dieser Arbeit normalisiert sich die Herzfrequenz wieder. Bei schwerer Arbeit kommt es nicht zu einem stationären Zustand, sondern zu einer Abnahme. körperliche Leistungsfähigkeit, Müdigkeit entsteht, die Herzfrequenz steigt und nach Beendigung der harten Arbeit dauert die Wiederherstellung der normalen Herzfrequenz mehrere Stunden.

Jeder Mensch hat seine individuelle Ermüdungsgrenze bei körperlicher und geistiger Arbeit, der Unterschied ist bei jedem Einzelnen teilweise recht groß. Ab dieser Grenze lässt die Leistungsfähigkeit des gesamten Körpers nach, der Mensch kann seine Arbeit nicht mehr effektiv verrichten. Die Grenze der mühsamen Arbeit wird in zwei Leistungsstufen unterteilt. Arbeit, die eine Person 8 Stunden lang verrichten kann, ohne Anzeichen von Muskelermüdung zu entwickeln, gilt als leicht und liegt unter dem Grenzwert. Darüber liegt der Bereich maximaler Leistung; die Ausführung solcher Arbeiten ist zeitlich deutlich begrenzt. Mit zunehmender Arbeitsdauer kommt es zu einer Abnahme der geistigen und körperlichen Leistungsfähigkeit. Training verbessert die Leistung einer Person.

Wie lässt sich die Grenze mühsamer dynamischer Arbeit bestimmen? Einer von wichtige Indikatoren ist die Pulsfrequenz, die während der Arbeit konstant bleibt, ohne durch Ermüdung zu steigen. Bei untrainierten Menschen im Alter von 20 bis 30 Jahren liegt die Pulsfrequenz nicht über 130 Schlägen pro Minute; weniger als 5 Minuten nach Beendigung der Arbeit sinkt die Pulsfrequenz auf weniger als 100 Schläge pro Minute; im Alter von 31 bis 50 Jahren übersteigt er 130–140 Schläge pro Minute, die Pulsfrequenz sinkt bereits 10–15 Minuten nach Arbeitsende auf unter 100 Schläge pro Minute. Geübte Menschen erleben eine schnellere Normalisierung der Herzfrequenz.

Gleiches gilt für eine nachlassende geistige Leistungsfähigkeit – nur ein ständiges „Gehirntraining“ ermöglicht es, nicht zu schnell müde zu werden.

Müdigkeit und Erholung bei körperlicher und geistiger Arbeit

Ermüdung ist ein physiologischer Zustand einer Person, der als Folge intensiver oder längerer Arbeit auftritt. Sie äußert sich in einem vorübergehenden Leistungsabfall, der durch muskuläre (körperliche) und neuropsychische Ermüdung hervorgerufen wird. Wenn sie hart arbeiten, kommen sie zusammen. Müdigkeit ist gekennzeichnet durch eine Abnahme der Muskelkraft und -ausdauer, eine beeinträchtigte Bewegungskoordination, einen erhöhten Energieverbrauch für die Ausführung derselben Arbeit, eine Beeinträchtigung des Gedächtnisses, der Geschwindigkeit der Informationsverarbeitung, der Konzentration usw. Müdigkeit wird von einer Person subjektiv in Form von Müdigkeit empfunden , bei dem eine Person nicht in der Lage ist, normal auf Anreize zu reagieren. Darüber hinaus wird Müdigkeit durch unzureichenden Schlaf verursacht. Müdigkeit löst bei einer Person den Wunsch aus, mit der Arbeit aufzuhören oder die Arbeitsbelastung zu reduzieren.

Der Grund für den Leistungsabfall bei schwerer körperlicher Arbeit ist die Ansammlung bestimmter Stoffwechselprodukte (z. B. Milchsäure) in den Muskelfasern. Ruhe, insbesondere aktive Ruhe, führt zur Wiederherstellung der Muskelleistung. Dies liegt an der Entfernung von Milchsäure und der Wiederherstellung der Energiereserven im Muskel. Neuropsychische (zentrale) Müdigkeit wird durch längere intensive geistige Arbeit, monotone monotone Arbeit, Lärm, schlechte Arbeitsbedingungen, emotionale Faktoren, Krankheit, falsche oder unzureichende Ernährung und Hypovitaminose verursacht.

Häufige neuropsychische Müdigkeit führt zur Entwicklung einer chronischen Müdigkeit. Dieser Zustand ist für viele Menschen unter modernen Bedingungen typisch. Es kommt zur Entstehung von Herz-Kreislauf-Erkrankungen, Herzinfarkten, Schlaganfällen, Neurosen, Psychosen, Depressionen und Sexualstörungen. Wird trotz Müdigkeit weiter gearbeitet, kommt es zur Erschöpfung. Denken wir daran, dass schwerer physischer und neuropsychischer Stress Stress (oder vielmehr Stress) verursacht.

Es gibt akute und chronische Erschöpfung. Das erste ist ein starker Leistungsabfall bei schwerer Arbeit, das zweite entsteht als Folge längerer anstrengender oder zu oft wiederholter schwerer Arbeit. Leistungssport, sportliche Wettkämpfe und intensives Training führen oft zu akuter und chronischer Erschöpfung. Lassen Sie uns betonen: Es geht um Profisport und nicht um Sportunterricht, der in jedem Alter sinnvoll und unbedingt notwendig ist.

So entspannen und erholen Sie sich nach geistiger und körperlicher Arbeit

Wiederherstellung der Funktionalität ist der Prozess der schrittweisen Wiederherstellung der Körperfunktionen in ihren ursprünglichen Zustand nach Beendigung der Arbeit. Mit fortschreitender Erholung nimmt die Müdigkeit ab und die Leistungsfähigkeit steigt. Wenn eine Person eine Arbeit verrichtet, die über ihre Ermüdungsgrenzen hinausgeht, ist es notwendig, sich regelmäßig auszuruhen. Wie können Sie sich nach der Arbeit schnell erholen, um Ihren Körper vor den gefährlichen Folgen von starkem Stress zu schützen? Es sollte betont werden, dass für eine effektive Erholung mehrere kurze Pausen besser sind als ein oder zwei lange. Auch im Ruhezustand behält die Skelettmuskulatur ihre Elastizität und eine gewisse Spannung. Dies nennt man Muskeltonus. Bevor Sie sich von körperlicher Aktivität erholen, denken Sie daran, dass der Muskeltonus nicht zu Müdigkeit führt. Der Tonus ist der normale Zustand der teilweisen Kontraktion eines entspannten Muskels, der es ihm ermöglicht, sich als Reaktion auf einen bestimmten Reiz zusammenzuziehen.

Ausruhen- Dies ist ein Ruhezustand oder eine besondere, speziell organisierte Art von Aktivität, die Müdigkeit lindert und zur Wiederherstellung der Leistungsfähigkeit beiträgt. IHNEN. Sechenov in der zweiten Hälfte des 19. Jahrhunderts. fanden heraus, dass die Arbeit einiger Muskelgruppen der Gliedmaßen dazu beiträgt, die durch ihre Arbeit verursachte Ermüdung anderer Muskelgruppen zu beseitigen. Diese Bestimmung bildete die Grundlage für die Definition zweier Arten von Ruhezeiten: aktiv und passiv. Wie kann man eine Pause von geistiger Arbeit und schwerer körperlicher Arbeit machen? Aktive Ruhe ist eine Ruhezeit, in der eine Person eine andere Art von Arbeit verrichtet als die übliche Arbeit. Die Erholung bei körperlicher und geistiger Arbeit durch aktive Ruhe erfolgt schneller und effektiver als bei passiver Ruhe, wenn sich der Körper in einem relativen Ruhezustand befindet. Daher sollte intensive geistige Aktivität regelmäßig unterbrochen werden physische Aktivität. Und umgekehrt: intensiv körperlich – geistig.

Wir raten Geistesarbeitern dringend, nach 1–1,5 Stunden nicht mit einer Zigarette zwischen den Zähnen „auszuruhen“, sondern 10–15 Treppenstufen zu erklimmen, 15–20 Kniebeugen und ebenso viele Sprünge zu machen und 10–20 Übungen durchzuführen mit Hanteln.

Für Arbeiter empfiehlt es sich, einen Spaziergang zu machen oder sich nach Möglichkeit einige Minuten mit hochgelagerten Beinen an die frische Luft zu legen.

Nachdem Sie nun über Müdigkeit bei körperlicher und geistiger Arbeit und die Erholung danach Bescheid wissen, versuchen Sie, Ihre Arbeit so zu organisieren, dass die Effizienz Ihrer Tätigkeit im Laufe des Arbeitstages nicht nachlässt.

Solche Größen wie den Wirkungsgrad eines Benzin- oder Diesel-Verbrennungsmotors zu verstehen, ist praktisch für jeden Menschen Ehrensache. Magische Zahlen von 33 % oder 40 % können zu einem ernsthaften Anlass für eine hitzige Diskussion über den ganzen Abend werden. Es fehlt meist die Zeit und Lust, die Leistungsfähigkeit des eigenen Körpers zu verstehen, und das übrigens umsonst. Die Leistungsfähigkeit unseres Körpers hängt direkt davon ab, wie wir uns um ihn kümmern, wie gut wir seine Bedürfnisse verstehen und befriedigen.

Worauf basiert das Leben? Genau, zum Thema Energie! Energie ist alles! Alle in unserem Körper ablaufenden Prozesse benötigen Energie. Wir gewinnen Energie aus der Nahrung. Kohlenhydrate, Fette und Proteine ​​werden im Stoffwechsel aufgespalten und dem Körper zugeführt Baumaterial und Energie. Der wichtigste Brennstoff, der vom Körper schnell und einfach verwertet werden kann, sind Kohlenhydrate. Die wichtigste Energiequelle sind neben Kohlenhydraten die Bestandteile von Fetten – Fettsäuren.

Die Oxidation von Fettsäuren liefert fast die Hälfte Energiebedarf des erwachsenen Körpers. Dieser wichtige Prozess („Beta-Oxidation“) findet in den Energiefabriken der Zellen statt – in den Mitochondrien. Übrigens ein Hinweis für Zahlenliebhaber: Die Effizienz der Mitochondrien beträgt 55 %! Es gibt Grund zu der Frage, wie weit die menschlichen Erfindungen noch hinter den „Erfindungen“ der Natur zurückbleiben.

Damit die „Energiefabriken“ des Körpers richtig funktionieren und ausreichend Energie liefern können, muss eine ununterbrochene Versorgung mit Treibstoff, also Fettsäuren, gewährleistet sein. Für diese wichtige Phase ist L-Carnitin verantwortlich. Es ist maßgeblich am Transport von Fettsäuren in die Mitochondrien beteiligt.

Aufgrund seiner chemischen Struktur ist L-Carnitin eine Aminosäure, eine mit den B-Vitaminen verwandte Substanz. L-Carnitin ist in seiner natürlichen Form in fast allen menschlichen Organen und Geweben vorhanden und in maximalen Konzentrationen dort, wo überschüssige Energie zur Aufrechterhaltung der Grundfunktionen benötigt wird Körperfunktionen (Muskeln, Herz, Gehirn, Leber, Nieren). Der Bedarf an L-Carnitin ist bei jedem individuell und kann je nach Belastung variieren. Die L-Carnitin-Aufnahme steigt auch bei Stress und bei körperlicher Aktivität. Eine unzureichende Menge an L-Carnitin kann verschiedene Krankheiten verursachen.

Das Medikament Elkar des heimischen Pharmaunternehmens PIK-PHARMA hilft dabei, den erforderlichen L-Carnitin-Spiegel aufrechtzuerhalten oder seinen Mangel in stressigen Lebensphasen auszugleichen.
Elkar ist eine wässrige Lösung von L-Carnitin zur oralen Anwendung. Die Einzigartigkeit des Medikaments liegt in der Tatsache, dass es keine hat Nebenwirkungen und macht nicht süchtig.

Wann und bei wem sollte Elkar angewendet werden? Elkar ist wichtig, wenn:
Arbeit oder Studium begleitet wird erhöhte neuropsychische;
der aktuelle Lebensabschnitt ist voller Stresssituationen;
Das Training im Fitnessstudio oder Fitnesscenter macht mehr Spaß als Spaß
Ermüdung;
Grippe, akute respiratorische Virusinfektionen oder Erkältungen wollen einfach nicht „loswerden“;
Wochenenden und Feiertage stehen unter dem Motto „Schneller, höher, stärker!“;
weniger als 10 Jahre bis zur Rente;
Im Körper treten Symptome eines „Energiehungers“ auf.
In all diesen Fällen wird Elkar die Anpassungsfähigkeit des Körpers verbessern, die Immunität stärken, bei der Überwindung des chronischen Müdigkeitssyndroms helfen und fördern
verbessernde Leistung.

PWC I 70 messen - einfach und effektive Methode Beurteilung der Funktionsfähigkeit des Körpers bei Arbeiten in Zonen mittlerer und hoher Leistung, in denen die lebenswichtige Tätigkeit des Körpers hauptsächlich ausgeübt wird. Obwohl der Messwert bei diesem Test die Pulsfrequenz ist, werden alle Komponenten des Sauerstofftransportsystems des Körpers als Ganzes bewertet. Abweichungen von der Norm in irgendeiner Weise Kritische Systeme- Durchblutung, Atmung, Bewegungsapparat - machen sich sofort in deutlich niedrigeren PWC I 70-Werten bemerkbar. Im Gegenteil, fast jede Art von Training führt zu einem deutlichen Anstieg des PWC I 70 .

Nichtlineare Abhängigkeiten. Die lineare Abhängigkeit der Aktivitätsindikatoren der autonomen Systeme des Körpers von der Leistung tritt nur im Belastungsbereich auf, wo die Energieversorgung in direktem Zusammenhang mit der Sauerstoffversorgung der arbeitenden Muskulatur steht, d.h. im „aeroben“ Bereich (mittlere und hohe Leistungszone). Liegt die gegebene Belastung im Bereich submaximaler oder maximaler Leistung, so besteht kein linearer Zusammenhang zwischen den Leistungsindikatoren physiologischer Funktionen und der Belastungshöhe (Abb. 41). In den meisten Fällen steigen die Leistungsindikatoren vegetativer Systeme, wenn die Lastleistung bis zu einem bestimmten Grenzwert ansteigt, danach stoppt ihr Anstieg, und wenn die Leistung weiter ansteigt, können diese Indikatoren sogar sinken. Dieses Aktivitätsniveau der autonomen Funktion, das bei intensivster Arbeit unter aeroben Bedingungen erreicht werden kann, wird als Maximum bezeichnet. Hat die Funktion ihr maximales Niveau erreicht, kann eine weitere Erhöhung der Lastleistung nur zu einem Rückgang des Indikators führen.

Reis. 41. Beispiele für nichtlineare Abhängigkeiten von Parametern des Energiestoffwechsels von der Kraft der Muskelarbeit

L a ist die Laktatkonzentration im Blut; Q o 2 - Sauerstoffverbrauchsrate

Einige Indikatoren für die Aktivität autonomer Funktionen können unter natürlichen Bedingungen der Muskelaktivität ihr maximales Niveau nicht erreichen. Somit ist eine maximale Belüftung der Lunge nur durch freiwilliges, möglichst häufiges und tiefes Atmen möglich. Andere Funktionen wie Herzfrequenz, Durchblutung und Sauerstoffverbrauch können nur unter Bedingungen muskulärer Aktivität ihr Maximum erreichen. Maximale Herzfrequenz und Sauerstoffverbrauch werden in der Regel bei gleicher Belastung erreicht. Als kritisch wird die Leistung einer solchen Belastung bezeichnet, bei der Pulsfrequenz und Sauerstoffverbrauch ihr Maximum erreichen. Das Laden kritischer Energie ist sehr arbeitsintensiv und kann nicht lange dauern (normalerweise nicht länger als 3–5 Minuten).

Aerobe Leistung und aerobe Reichweite. Der Wert des maximalen Sauerstoffverbrauchs (MOC) ist einer der Hauptindikatoren in der Physiologie der Muskelaktivität. Die physiologische Bedeutung des MHK-Wertes besteht darin, dass er den Gesamtdurchsatz aller Sauerstofftransportmechanismen widerspiegelt, vom Gastransport in der Lunge bis zum Elektronentransport in den Mitochondrien der Skelettmuskelfasern. Da außerdem die Geschwindigkeit der Sauerstoffaufnahme proportional zur dadurch verrichtbaren Arbeitsleistung ist, wird der MHK-Wert auch als „aerobe Produktivität“ des Körpers bezeichnet.

Der Belastungsbereich vom Ruhezustand bis zur kritischen Leistung, bei der MOC erreicht wird, wird als „aerober Bereich“ bezeichnet. Zwar wird der Großteil des Energiebedarfs des Körpers bei sportlicher Betätigung im aeroben Bereich durch den Einsatz von Sauerstoff gedeckt, an der Energieversorgung der Muskelarbeit sind jedoch zwangsläufig auch sauerstofffreie (anaerobe) Quellen beteiligt, zumindest während der Trainingsphase.

Aufrechterhaltung der Homöostase während der Muskelbelastung. Veränderungen in der inneren Umgebung, die während der Muskelarbeit auftreten, erfordern eine Anspannung der Homöostasemechanismen. Da Stoffwechselvorgänge bei sportlicher Betätigung um ein Vielfaches beschleunigt werden, entsteht um ein Vielfaches mehr unterschiedliche Produkte, die aus dem Körper entfernt werden müssen, sowie Stoffwechselwasser. Gleichzeitig steigt die Körpertemperatur stark an, da die gesamte in den Zellen freigesetzte und nicht in mechanische Arbeit umgewandelte Energie in Wärme umgewandelt wird und diese Wärme den Körper erwärmt. Wenn man bedenkt, dass ein Mensch im MPC-Modus etwa 1200-1500 W Energie erzeugt und nur 1/5 davon in Form mechanischer Arbeit umgesetzt wird, kann man sich vorstellen, wie schnell sich der Körper erwärmen würde, wenn die Thermoregulationssysteme nicht funktionieren würden .

Die physiologischen „Kosten“ körperlicher Arbeit. Die körperliche Arbeit, die ein Mensch verrichtet, ist keineswegs identisch mit der mechanischen Arbeit, die mit ergometrischen Methoden erfasst wird. Weder die Intensität noch das Volumen der äußeren mechanischen Arbeit, die ein Mensch leisten kann, sagt an sich noch etwas über den physiologischen „Preis“ aus, den der Körper bei körperlicher Aktivität zahlt. Mit den „physiologischen Kosten“ der Belastung meinen wir die zusätzliche Arbeit, die die Körpersysteme leisten müssen (auch während der Erholungsphase), um die Kosten für die Aufrechterhaltung der Homöostase zu kompensieren. Zur Beurteilung können Sie einige Indikatoren der Herzaktivität und des Sauerstoffverbrauchs heranziehen, die während der Arbeit und während der Erholungsphase aufgezeichnet wurden.

Altersstadien der Energieentwicklung in der Muskelaktivität. Das erste Lebensjahr eines Kindes ist eine Zeit der schnellen Entwicklung der Muskelfunktion und natürlich seiner Energie und vegetativen Unterstützung. Dieses Stadium dauert bis zum Alter von 3 Jahren, danach werden die Muskeltransformationen gehemmt, und das nächste Stadium beginnt mit dem halben Wachstumssprung im Alter von etwa 5 Jahren. Das wichtigste Ereignis hierbei ist das Auftreten von Muskelfasertypen, die der Erwachsenenversion bereits nahe kommen, obwohl ihr Verhältnis noch „kindisch“ ist und die funktionellen Fähigkeiten der autonomen Systeme noch nicht groß genug sind. Im Schulalter durchläuft ein Kind eine ganze Reihe von Phasen und erreicht erst im letzten Stadium das „erwachsene“ Niveau der Regulation, Funktionalität und Energie der Skelettmuskulatur:

Stufe 1 – Alter von 7 bis 9 Jahren – eine Periode der fortschreitenden Entwicklung aller Energieversorgungsmechanismen mit dem Vorteil aerober Systeme;

Stufe 2 – Alter 9–10 Jahre – die Zeit der „Blütezeit“ der aeroben Fähigkeiten, die Rolle anaerober Mechanismen ist gering;

Stufe 3 – Zeitraum von 10 bis 12–13 Jahren – kein Anstieg der aeroben Kapazität, mäßiger Anstieg der anaeroben Kapazität, die Entwicklung von Phosphagen und anaerob-glykolytischen Mechanismen verläuft synchron;

Stufe 4 – Alter von 13 bis 14 Jahren – eine signifikante Steigerung der aeroben Kapazität, Hemmung der Entwicklung des anaerob-glykolytischen Mechanismus der Energieversorgung; der Phosphagenmechanismus entwickelt sich proportional zur Zunahme des Körpergewichts;

5. Stadium - Alter 14-15 Jahre - Beendigung der Steigerung der aeroben Fähigkeiten, starker Anstieg der Kapazität des anaerob-glykolytischen Prozesses, die Entwicklung des Phosphagenmechanismus ist nach wie vor proportional zur Zunahme des Körpergewichts;

Stufe 6 – der Zeitraum von 15 bis 17 Jahren – die aeroben Fähigkeiten wachsen proportional zum Körpergewicht, die anaerob-glykolytischen Fähigkeiten nehmen weiterhin rasch zu, die Entwicklung der Energieproduktionsmechanismen von Phosphagen wird deutlich beschleunigt und die Bildung der endgültigen Struktur der Energieversorgung erfolgt bis zur Muskelaktivität abgeschlossen ist.

Die Reifungsprozesse von Energie- und autonomen Systemen werden stark von der Pubertät beeinflusst, da Sexualhormone einen direkten Einfluss auf die Stoffwechselfähigkeiten der Skelettmuskulatur haben. Die aerobe Energieversorgung, die bereits vor Beginn der Pubertät ihren Höhepunkt erreicht, lässt in den ersten Stadien sogar etwas nach, doch im Alter von 14 Jahren kommt es zu einem erneuten Leistungszuwachs der aeroben Energieversorgungssysteme. Dies ist insbesondere auf die inneren Bedürfnisse der Muskeln zurückzuführen, die für die letzte Differenzierungsstufe leistungsstarke oxidative Systeme benötigen. Die anaerobe Energieversorgung wird bereits in den Anfangsstadien der Pubertät stark aktiviert, dann (Stadium III) verlangsamt sich die Geschwindigkeit ihrer Verbesserung und nach Erreichen der Pubertätsstufe IV (15-16 Jahre bei Jungen, 13-14 Jahre bei Mädchen). ) ist vor allem bei jungen Männern ein rascher Anstieg der anaeroben Leistungsfähigkeit zu beobachten. Mädchen unterscheiden sich in dieser Zeit bereits stark von Jungen in Charakter und Entwicklungsstand der Muskelenergie.

Muskelgewebe bezeichnet Gewebe, die sich in Struktur und Herkunft unterscheiden, aber in ihrer Fähigkeit, ausgeprägte Kontraktionen zu erleiden, ähnlich sind. Sie sorgen für die räumliche Bewegung des gesamten Körpers, seiner Teile und der Organe im Körper und bestehen aus Muskelfasern.

Eine Muskelfaser ist eine längliche Zelle. Die Zusammensetzung der Faser umfasst ihre Hülle – Sarkolemma, flüssigen Inhalt – Sarkoplasma, Kern, Mitochondrien, Ribosomen, kontraktile Elemente – Myofibrillen und enthält auch Ca 2+ -Ionen – sarkoplasmatisches Retikulum. Die Oberflächenmembran der Zelle bildet in regelmäßigen Abständen quer verlaufende Röhren, durch die das Aktionspotential bei Erregung in die Zelle eindringt.

Die funktionelle Einheit der Muskelfaser ist die Myofibrille. Die sich wiederholende Struktur innerhalb der Myofibrille wird Sarkomer genannt. Myofibrillen enthalten zwei Arten kontraktiler Proteine: dünne Aktinfilamente und doppelt so dicke Myosinfilamente. Die Kontraktion der Muskelfasern erfolgt durch das Gleiten der Myosinfilamente entlang der Aktinfilamente. In diesem Fall nimmt die Überlappung der Filamente zu und das Sarkomer verkürzt sich.

Hauptfunktion der Muskelfaser- Gewährleistung der Muskelkontraktion.

Energieumwandlung während der Muskelkontraktion. Um einen Muskel zu kontrahieren, wird Energie verwendet, die bei der Hydrolyse von ATP durch Actomyosin freigesetzt wird, und der Hydrolyseprozess ist eng mit dem Kontraktionsprozess verbunden. Anhand der vom Muskel erzeugten Wärmemenge kann man die Effizienz der Energieumwandlung während der Kontraktion beurteilen. Wenn sich ein Muskel verkürzt, erhöht sich die Hydrolyserate entsprechend der Zunahme der geleisteten Arbeit. Die bei der Hydrolyse freigesetzte Energie reicht aus, um nur die geleistete Arbeit, nicht jedoch die volle Energieproduktion des Muskels sicherzustellen.

Effizienz(Effizienz) der Muskelarbeit ( R) ist das Verhältnis der Größe der äußeren mechanischen Arbeit ( W) zur insgesamt in Form von Wärme freigesetzten Menge ( E) Energie:

Der höchste Effizienzwert eines isolierten Muskels wird bei einer äußeren Belastung von etwa 50 % der maximalen äußeren Belastung beobachtet. Arbeitsproduktivität ( R) beim Menschen wird durch die Menge des Sauerstoffverbrauchs während der Arbeit und Erholung nach der Formel bestimmt:

wobei 0,49 der Proportionalitätskoeffizient zwischen der verbrauchten Sauerstoffmenge und der geleisteten mechanischen Arbeit ist, d. h. bei 100 % Wirkungsgrad für die Verrichtung von Arbeit gleich 1 kgf․M (9,81 J), erforderlich 0,49 ml Sauerstoff.

Motorische Aktion/Effizienz

Gehen/23–33 %; Laufen mit Durchschnittsgeschwindigkeit/22–30 %; Radfahren/22–28 %; Rudern/15-30 %;

Kugelstoßen/27 %; Werfen/24 %; Langhantelheben/8–14 %; Schwimmen/ 3 %.

4. Isotonische Art der Muskelarbeit. Statische Muskelarbeit.

Isotonisches Regime(Modus konstanten Muskeltonus) wird beobachtet, wenn der Muskel nicht belastet wird, wenn der Muskel an einem Ende fixiert ist und sich frei zusammenzieht. Die Spannung darin ändert sich nicht. Da unter diesen Bedingungen der Belastungswert P = 0 beträgt, ist auch die mechanische Arbeit des Muskels Null (A = 0). In diesem Modus arbeitet im menschlichen Körper nur ein Muskel – der Zungenmuskel.

Statische Arbeit Dabei handelt es sich nicht um starke Spannungen, allerdings kann die statische Muskelarbeit in manchen Fällen sehr angespannt sein, beispielsweise beim Halten einer Langhantel, bei manchen Übungen an Ringen oder am Barren. Eine solche Arbeit erfordert die gleichzeitige Kontraktion aller oder fast aller Muskelfasern und kann nur von sehr kurzer Dauer sein. Bei dynamischer Arbeit ziehen sich verschiedene Muskelgruppen abwechselnd zusammen, und einige Muskeln arbeiten entweder dynamisch und bewirken eine Bewegung im Gelenk oder statisch, wodurch die Unbeweglichkeit der Knochen desselben Gelenks für einige Zeit gewährleistet wird. Der Grad der Muskelspannung kann variieren.

Statische Arbeit ermüdet die Skelettmuskulatur stärker als dynamische Arbeit.

5. allgemeine Charakteristiken Kreislauf. Die Geschwindigkeit der Blutbewegung in den Gefäßen. Schlaganfall-Blutvolumen. Arbeit und Kraft des Herzens.

Das Kreislaufsystem umfasst das Herz und die Gefäße – Kreislauf und Lymphgefäße. Das Herz von Säugetieren hat vier Kammern. Das Blut bewegt sich durch zwei Zirkulationskreisläufe.

Funktionen aller Elemente des Herz-Kreislauf-Systems: 1) trophisch – Versorgung des Gewebes mit Nährstoffen; 2) Atmung – Versorgung des Gewebes mit Sauerstoff; 3) Ausscheidung – Entfernung von Stoffwechselprodukten aus Geweben; 4) regulatorisch – Hormonübertragung, Produktion biologisch aktiver Substanzen, Regulierung der Blutversorgung, Beteiligung an Entzündungsreaktionen.

Wenn sich Blut durch Gefäße bewegt, werden lineare und volumetrische Blutflussgeschwindigkeiten unterschieden.

Lineare Blutflussgeschwindigkeit bestimmt durch den Gesamtquerschnitt des Gefäßsystems. Sie ist in der Aorta maximal – bis zu 50 cm/s und minimal in den Kapillaren – etwa Null. Im venösen Abschnitt des Gefäßsystems nimmt die Lineargeschwindigkeit wieder zu. Die lineare Geschwindigkeit in der Hohlvene ist doppelt so gering wie in der Aorta und beträgt etwa 25 cm/min.

Volumetrische Blutflussgeschwindigkeit- Dies ist die Menge an Blut, die pro Zeiteinheit durch den gesamten Querschnitt des Gefäßsystems fließt. Es ist in allen Teilen des Blutgefäßsystems gleich.

Die Zeit der vollständigen Blutzirkulation ist die Zeit, in der das Blut den Körper- und Lungenkreislauf passiert. Bei 70–80 Herzkontraktionen pro Minute erfolgt die vollständige Blutzirkulation in etwa 20–23 Sekunden.

Blutbewegung im Körper: Aorta – 500–600 mm/s, Arterien – 150–200 mm/s, Arteriolen – 5 mm/s, Kapillaren – 0,5 mm/s, Mittelvenen – 60–140 mm/s, Hohlvenen - 200 mm/s. Hypertonie – erhöhter Blutdruck. Hypotonie - niedriger Blutdruck.

Systolisches Blutvolumen. Das Blutvolumen, das von jedem Ventrikel während einer Herzkontraktion in das Hauptgefäß (Aorta oder Lungenarterie) gepumpt wird, wird als systolisches oder Schlagblutvolumen bezeichnet.

Arbeit, die mit dem Herzen gemacht wird, wird für die Überwindung von Widerständen und die Übertragung kinetischer Energie an das Blut aufgewendet.

Berechnen wir die Arbeit, die während einer einzelnen Kontraktion des linken Ventrikels geleistet wird.

V y – Schlagvolumen des Blutes in Form eines Zylinders. Wir können davon ausgehen, dass das Herz dieses Volumen durch die Aorta mit einem Querschnitt S bis zu einer Distanz I bei einem durchschnittlichen Druck p liefert. Die in diesem Fall geleistete Arbeit ist gleich:

A1 = FI = pSI = pV y .

Die erforderliche Arbeit, um diesem Blutvolumen kinetische Energie zu verleihen, beträgt:

Dabei ist p die Blutdichte und υ die Blutgeschwindigkeit in der Aorta. Somit ist die Arbeit der linken Herzkammer während der Kontraktion gleich:

Diese Formel gilt sowohl für den Ruhe- als auch für den Aktivzustand des Körpers, diese Zustände unterscheiden sich jedoch in unterschiedlichen Blutflussraten.

6. Poiseuille-Gleichung. Das Konzept des hydraulischen Widerstands von Blutgefäßen und Methoden zu seiner Beeinflussung.

Poiseuille-Gleichung- ein Gesetz, das den Flüssigkeitsfluss während des stetigen Flusses einer viskosen, inkompressiblen Flüssigkeit in einem dünnen zylindrischen Rohr mit kreisförmigem Querschnitt bestimmt.

Nach dem Gesetz ist der zweite Volumenstrom der Flüssigkeit proportional zum Druckabfall pro Längeneinheit des Rohrs (Druckgradient im Rohr) und der vierten Potenz des Radius (Durchmesser) des Rohrs:

Wobei Q die volumetrische zweite Durchflussrate der Flüssigkeit ist; R – Rohrleitungsradius; p1-p2 – Druckunterschied über das Rohr; n-Reibungskoeffizient; L ist die Länge der Röhre.

Das Gesetz von Poiseuille funktioniert nur bei laminarer Strömung und unter der Voraussetzung, dass die Länge des Rohrs die sogenannte Länge des Anfangsabschnitts überschreitet, die für die Entwicklung einer laminaren Strömung im Rohr erforderlich ist.

Hydraulischer Widerstand direkt proportional zur Länge des Gefäßes und der Blutviskosität und umgekehrt proportional zum Radius des Gefäßes in der 4. Potenz, das heißt, es hängt am meisten vom Lumen des Gefäßes ab , sowie vom Zustand der Gefäßwände und deren Elastizität.

Da Arteriolen den größten Widerstand aufweisen, hängt der gesamte periphere Gefäßwiderstand (TPVR) hauptsächlich von ihrem Tonus ab. Es gibt zentrale Mechanismen zur Regulierung des arteriolären Tonus ( nervöse und hormonelle Einflüsse) und lokal ( myogene, metabolische und endotheliale Regulation) .

Sympathische Nerven haben eine konstante tonische vasokonstriktorische Wirkung auf die Arteriolen. Die wichtigsten Hormone, die normalerweise an der Regulierung des arteriolären Tonus beteiligt sind, sind Adrenalin und Noradrenalin.

Die myogene Regulation beschränkt sich auf die Kontraktion oder Entspannung der glatten Gefäßmuskulatur als Reaktion auf Änderungen des transmuralen Drucks; gleichzeitig bleibt die Spannung in ihrer Wand konstant. Dies gewährleistet eine Autoregulation des lokalen Blutflusses – die Konstanz des Blutflusses bei wechselndem Perfusionsdruck.

Die Stoffwechselregulation sorgt für eine Gefäßerweiterung mit einer Erhöhung des Grundstoffwechsels (durch die Ausschüttung von Adenosin und Prostaglandinen) und Hypoxie (auch durch die Ausschüttung von Prostaglandinen).