Особенности развития долговременной адаптации костной и соединительной тканей в скалолазании

Размещено на http://www.allbest.ru/

Размещено на http://www.allbest.ru/

Особенности развития долговременной адаптации костной и соединительной тканей в скалолазании

Интенсивное исследование адаптационных перестроек костной и соединительной тканей под влиянием различных факторов стало проводиться лишь в последние десятилетия. До этого считалось, что костная и, особенно, волокнистая соединительная ткань не предрасположены к адаптации. Однако в настоящее время установлено, что кости, сухожилия, связки весьма чувствительны к механическим нагрузкам и реагируют на них соответствующими структурными и функциональными изменениями.

В скалолазании у спортсменов высокого класса возникают адаптационные изменения костной и соединительной ткани, в особенности в кистях рук. Происходит утолщение пальцев за счет гипертрофии мышц, сгибатели пальце, а так же утолщения связок и сухожилий.

В структуре костной ткани выделяют минеральные, органические и жидкостные компоненты. Минералы (кристаллы кальция гидроксиапатита) составляют около 50% общего объема кости и обеспечивают ее твердость. Органические элементы составляют 40% объема кости (преимущественно коллаген - 95%) и обеспечивают ее эластичность. Оставшиеся 10% приходятся на сосудистые каналы и клеточные пространства.

Минеральное содержание отличает кость от других соединительных тканей, в частности связок и сухожилий, которые представляют собой плотные волокнистые ткани, состоящие в основном из коллагена.

Сухожилия - белые коллагеновые полоски, соединяющие мышцы с костями, через которые передаются силы мышечного сокращения в костную систему. Важной является способность сухожилий обеспечивать проявление дополнительной силы за счет их эластичных свойств, проявляемых в случаях околопредельного или предельного предварительного растяжения мышц. Связь сухожилия с костью происходит путем постепенного перехода от сухожилия к волокнистому хрящу, затем к минерализованному хрящу и кости. Коллагеновые волокна сухожилия могут также непосредственно смешиваться с коллагеновыми волокнами надкостницы. Присоединение сухожилия к мышце осуществляется посредством синапса, представляющего собой многослойное сложное соединение, образованное филаментом актина конечного саркомера и коллагеновыми волокнами сухожилия. Интересно, что МС-волокна мышц имеют значительно большую синапсовую (соединительную) поверхность по сравнению с БС-волокнами.

Связки, представляющие собой пучки коллагеновых волокон, соединяют соседние кости и могут быть внешними и внутренними относительно суставной капсулы [5].

В настоящее время нельзя с достоверностью говорить о механизмах, определяющих способность костей и волокнистой соединительной ткани перестраиваться под влиянием внешних и внутренних факторов. Однако наличие таких механизмов и их результатов в виде существенных изменений в структуре и функциях костей, связок и сухожилий, несомненно.

Адаптацию костной и волокнистой соединительной ткани могут обусловливать факторы - питательные, гормональные и функциональные. Например, минеральные вещества и витамины способствуют осаждению минеральных веществ в костях, повышают их плотность. Большое влияние на состав соединительной ткани оказывают анаболические стероиды. Однако основное влияние на адаптацию костной и волокнистой соединительной тканей оказывают физические нагрузки определенного характера и направленности [4].

Физические нагрузки являются основным фактором, определяющим увеличение костной массы у людей. Степень адаптации костной ткани находится, естественно, в генетически обусловленных пределах, в прямой зависимости от величины нагрузок. Среди компонентов нагрузки, способствующих увеличению плотности минералов кости, основным является величина отягощения. Экспериментально установлено [2], что адаптация костной массы юных штангистов на 30-50% (в зависимости от анатомического участка и индивидуальных особенностей спортсмена) зависит от силы, развиваемой при выполнении упражнений. Оставшуюся долю можно объяснить множеством факторов, начиная от генетических особенностей и заканчивая неспособностью применявшихся силовых упражнений эффективно влиять на определенные участки кости.

Адаптационные изменения в костной ткани под влиянием физических нагрузок чаще всего связаны с повышением ее прочностных свойств. Наиболее важные изменения сводятся к увеличению размеров, внешней формы и внутренней структуры компактного и губчатого вещества костей [6], плотности минералов. Обнаружены различия в минеральном составе, плотности и массе костей доминирующих конечностей по сравнению с недоминирующими, а наибольшие изменения отмечаются в тех участках скелета, которые подвергаются наиболее интенсивным механическим воздействиям.

Плотность костей в значительной мере определяется квалификацией спортсменов, спецификой тренировочной и соревновательной деятельности в различных видах спорта. У спортсменов высокого класса отмечается повышенная плотность костей по сравнению со спортсменами средней квалификации и, особенно, лицами, не занимающимися спортом. Представители скоростно-силовых видов спорта, вольной и греко-римской борьбы имеют достоверно более высокие показатели плотности костей по сравнению со спортсменами, специализирующимися в циклических, игровых и сложно-координационных видах спорта.

Большие объемы работы на выносливость приводят к снижению плотности костей. Особенно низкая плотность костей отмечается у пловцов на длинные дистанции, что обусловлено не только большим объемом работы аэробного характера, спецификой отбора пловцов, способных показать высокие результаты на стайерских дистанциях, но и спецификой водной среды, резко снижающей нагрузки на опорно-двигательный аппарат.

Не каждая нагрузка приводит к адаптационным перестройкам костной и волокнистой соединительной ткани. Чрезмерные нагрузки в отношении, как их величины, так и продолжительности могут вызвать слишком большую функциональную деформацию, способную привести к травмам, которые возникают вследствие разовых перегрузок или в результате развившегося утомления. При незначительных нагрузках функциональная деформация недостаточна для развития адаптационных реакций костей, сухожилий и связок. Существенно также, что костная и волокнистые соединительные ткани проявляют нечувствительность к статическим нагрузкам, которые являются бесполезными для повышения их функциональных возможностей. Таким образом, рационально спланированные нагрузки являются действенным фактором укрепления и повышения функциональных возможностей костной, соединительной и хрящевой тканей. Под их влиянием увеличивается масса и плотность костей, улучшается транспорт питательных веществ и увеличивается плотность хряща, возрастает масса, эластичность и прочность (особенно в месте соединения с костью) связок, повышается эластичность и прочность сухожилий. В то же время чрезмерные механические силы, действующие на определенную структуру организма спортсмена, движения с чрезмерной амплитудой, высокая частота однонаправленных нагрузок могут не только нарушить процессы адаптации, но и привести к серьезным спортивным травмам [3].

При наличии эффективных силовых раздражителей приспособительные изменения костной массы развиваются значительно медленнее, чем скелетной мускулатуры. Вместе с тем несколько лет напряженной силовой тренировки, характерной, например, для подготовки тяжелоатлетов, способны привести к очень значительным изменениям костной ткани. Установлено, что у юных квалифицированных тяжелоатлетов (средний возраст 17 лет) плотность минералов кости значительно превышает не только показатели контрольных испытуемых такого же возраста с незрелой костью, но и показатели взрослых мужчин со сформировавшейся костной массой.

Выявлена также достаточно тесная взаимосвязь между силовыми возможностями мышц бедер, спины и нижних конечностей производить силу и плотностью минералов проксимальной части бедренной кости и поясничного отдела позвоночного столба. Интересно отметить, что и чистая масса тела юных штангистов проявляет корреляционную связь с плотностью минералов кости. Это косвенно подтверждает тесную зависимость адаптационных перестроек кости от массы и силы мышц, поскольку от этих характеристик зависит воздействие мышечной массы на кость посредством сил, производимых сокращающейся мускулатурой.

Установлено, что силовые нагрузки в детском и подростковом возрасте оказывают значительное влияние на плотность костей в зрелом возрасте. Молодая кость также очень восприимчива к внешним нагрузкам и реагирует на них интенсивным увеличением плотности минералов, что дает основания рекомендовать применение силовых упражнений с целью адаптации костной массы в пубертатном возрасте [2].

Однако следует помнить, что в большинстве видов спорта большой объем напряженной силовой работы способен затормозить рост длинных костей и отрицательно повлиять на перспективы юных спортсменов, негативно воздействовать на механические характеристики костей, а также сухожилий и связок.

Говоря об адаптации костной ткани, следует отметить необходимость учета возрастных и половых особенностей спортсменов, а также особенностей питания, в частности потребления кальция.

В подростковом и юношеском возрасте, т.е. в период активного формирования скелета, рост костной массы во многом обусловливается рациональным питанием, содержащим в суточном рационе не только повышенное количество кальция (около 1200 м•сут^-1), но и необходимое количество белков, фосфора, витаминов (особенно группы D). Это повышает эффективность кальциевого метаболизма и способствует увеличению костной массы и нормальному развитию скелета.

Интенсивно тренирующиеся спортсменки, особенно те из них, которые используют большие нагрузки в менструальный и постменструальный период, также нуждаются в кальциевой и гормональной поддержке с целью профилактики деминерализации костной ткани и развития остеопороза [1].

Адаптация сухожилий и связок к физическим нагрузкам включает большое количество различных изменений морфологического и биохимического характера. Длительная работа на развитие выносливости способствует интенсификации синтеза коллагена в сухожилиях. Силовая тренировка с большими отягощениями способствует увеличению содержания коллагена в связках и общего его содержания в соединительнотканных оболочках мышц, которые, являясь каркасом для передачи мышечной силы сухожилиям и костям, во многом определяют силу мышечного сокращения.

Важным итогом применения силовых упражнений является также повышение величины напряжения, как в сухожилиях, так и в переходных элементах «кость - сухожилие», «кость - связка», «мышца - сухожилие». Силовые упражнения, выполняемые с максимальной амплитудой и способствующие одновременному развитию силовых качеств и гибкости, являются эффективными для повышения длины и растяжимости сухожилий, накопления и увеличения силы за счет использования эластичных свойств сухожилий и соединительной ткани оболочек мышц.

Список использованной литературы

адаптационный кисть скалолаз перестройка

1. Бркнер П. Питание и диета // Спортивные травмы. Основные принципы предупреждения и лечения. - К.: Олимпийская литература, 2002. - С. 252-272.

2. Конрой Б.П. и др. Плотность минералов кости у сильнейших штангистов-юниоров // Наука в олимпийском спорте. - 1996. - №2. - С. 39-42.

3. Нигг Б.М. Чрезмерные нагрузки и механизмы спортивных травм // Спортивные травмы. Основные принципы предупреждения и лечения. - К.: Олимпийская литература, 2002. - С. 98-108.

4. Платонов В.Н. Адаптация в спорте. - К.: Здоровье, 1988. - 216 с.

5. Платонов В.Н. Система подготовки спортсменов в олимпийском спорте. Общая теория и ее практические приложения. - К.: Олимпийская литература, 2004. - 808 с.

Размещено на Allbest.ru