Что такое движение в анатомии

Биомеханика движений человека

Что такое биомеханика?

Название включает в себя греческие слова bios — жизнь и mexane — механизм, рычаг. В отличие от традиционной механики, в которой рассматривается движение и взаимодействие предметов, биомеханика это наука, которая изучает и анализирует многогранные и разносторонние движения живых существ. В фитнесе, да и во всех видах спорта, особенно подвижных, биомеханика рассматривается и используется, как базовая наука и имеет большое значение. Основу биомеханики составляют физиология, геометрия, математика, анатомия и физика в разделе механики. Не меньше биомеханика связана с психологией и биохимией. Все варианты взаимодействия прикладных наук полезны и приносят ощутимую пользу.

Биомеханическая мускульная работа

Работа любой мышцы человеческого опорно-двигательного аппарата основаны на умении и возможности мышцы сокращаться. В момент мышечного сокращения сама мышца укорачивается, а обе точки крепления к костям сближаются одна относительно другой. Подвижная точка Insertion начинает приближаться к начальной неподвижной точке крепления Origin, так осуществляется движение данной конечности.

Если применить это качество и свойство мышечной материи к области фитнеса, то открывается возможность выполнения определенной механической работы (подъем штанги, перемещение конечности с гантелей), прилагая разную степень мышечного усилия. Мышечная сила в данном случае будет определяться площадью сечения мышечных волокон, или говоря простым языком площадью разреза мышцы в поперечнике. Размер мышечного сокращения определен длиной мышечного волокна. Соединения костей и взаимодействие с мышечными группами устроено в форме механического рычага, позволяющего выполнять простейшую работу по поднятию и передвижению предметов.

Механика учит нас, что чем дальше от оси будет приложена сила, тем выше кпд, ибо благодаря большому плечу рычага, работу можно выполнить с меньшими усилиями. Так и в биомеханике — если мышца крепится дальше от опорной точки, тем более выгодно будет использована ее сила. П.Ф. Лесгафт в этом смысле квалифицировал мышцы на сильные, имеющие крепление дальше от опорной точки и быстрые или ловкие, имеющие точку крепления вблизи опоры.

Мышечное движение всегда производится в двух противоположных направлениях. По этой причине для выполнения двигательного процесса вокруг одной опорной точки необходимо наличие двух мышц на противоположных сторонах одна от другой. Направления движения в биомеханике тоже получили свои определения: сгибание и разгибание, приведение и отведение, горизонтальное приведение и горизонтальное отведение, ротация медиальная и ротация латеральная.

Мышца, которая вызывает момент движения при сокращении и принимает на себя основную нагрузку, называется агонистом — Prime mover. Каждое сокращение мышцы-агониста приводит к полному расслаблению противоположной ей мышцы-антагониста. Если мы выполняем сгибание в локте, агонистом будет являться сгибатель локтя — бицепс, а антагонистом в этот момент будет разгибатель локтя — трицепс. После окончания движения обе мышцы будут уравновешивать друг друга, находясь в немного растянутом состоянии. Это явление называется мышечным тонусом. Мышцы, помогающие выполнять движение мышце-агонисту и действующие в одном с ним направлении, но испытывающие меньшую нагрузку и меньшую степень сокращения называются синергистами. Мышцы, обеспечивающие устойчивость и равновесие определенному суставу при выполнении движения, называются фиксаторами. Помимо фиксаторов значительную роль в тренировочном процессе выполняют мышцы стабилизаторы, которые работают в качестве элементов равновесия тела при смещении центра тяжести и увеличении общей силовой нагрузки. Кроме того мышцы стабилизаторы участвуют в повседневной жизни человека в обеспечении равновесного расположения частей тела относительно друг друга вне силовой тренировки.

В любой момент движения, кости образуют механические рычаги, следуя за мышечными командами.

Биомеханика выделяет три вида биомеханических рычагов:

Рассмотрим виды рычагов более подробно:

Рычаг 1 рода

В биомеханике он называется «рычагом равновесия». Поскольку точка опоры расположена между двумя точками приложения силы, рычаг еще называют «двуплечим». Такой рычаг нам демонстрирует соединения позвоночника и черепной коробки. Если вращающий момент силы, действующей на затылочную часть черепа равен вращающему моменту силы тяжести, действующему на переднюю часть черепа, и они имеют одинаковое плечо рычага, достигается равновесие. Нам удобно, мы не замечаем разнонаправленного действия, и мышцы не напряжены.

Рычаг 2 рода

В биомеханике он подразделяется на два вида. Название и действие этого рычага зависят от места расположения приложения нагрузки, но у рычагов обоих видов точка приложения силы точка приложения сопротивления находятся по одну сторону от точки опоры, поэтому оба рычага являются «одноплечими». Рычаг силы образуется при условии, что длина плеча приложения силы мышц длиннее плеча приложения силы тяжести (сопротивления). В качестве наглядного примера можно продемонстрировать человеческую стопу. Осью вращения здесь являются головки плюсневых костей, пяточная кость служит точкой приложения силы, а тяжесть тела образует сопротивление в голеностопном суставе. Здесь имеет место выигрыш в силе, за счет боле длинного плеча приложения силы и проигрыш в скорости. Рычаг скорости имеет более короткое плечо приложения мышечной силы, чем плечо силы противодействия (силы тяжести). Примером может служить работа мышц сгибателей в локтевом суставе. Бицепс крепится вблизи точки вращения (локтевой сустав) и с таким коротким плечом необходима дополнительная сила мышце сгибателю. Здесь имеет место выигрыш в скорости и ходе движения, но проигрыш в силе. Можно заключить, что чем ближе от места опоры будет крепиться мышца, тем короче будет плечо рычага, и тем значительнее будет проигрыш в силе.

При соединении двух костных пар образуется биокинетическая пара, характер движения в которой определяется строением костного сочленения (сустава), работой мышц, сухожилий и связок. Подвижность в суставе может зависеть от многочисленных факторов: пола, возраста, генетического строения, состояния ЦНС.

Для того чтобы оптимально и правильно принять исходное положения для выполнения упражнений необходимо напрямую руководствоваться знанием законов рычагов первого и второго типов. Если мы изменим положение конечности или туловища, то в свою очередь определенным образом изменится длина плеча рычага конечности или туловища. В любом случае всегда исходное положение выбирается таким образом, чтобы начальный период тренировки сопровождался менее нагрузочными положениями конечностей и корпуса. В дальнейшем, в зависимости от состояния и формы тренирующегося, можно постепенно увеличивать длину плеча рычага, для усиления воздействия на определенную мышечную группу. Увеличение силы противодействия одновременно с удлинением плеча рычага в свою очередь еще больше акцентирует внимание на укрепление силы конкретной мышечной группы или одной мышцы.

Для осуществления технически грамотного движения в момент выполнения упражнения, необходимо и важно знать, в каком направлении работает сустав, соединяющий активную мышечную группу. Здесь нам необходимо опять обратиться к анатомическим плоскостям. Виды и описание осей и плоскостей даны в разделе кинезиологии. Виды и названия суставов вы можете найти в разделе анатомии. Опорно-двигательный аппарат человека представляет собой различные костные сочленения, соединенные друг с другом посредством суставов. Тело человека может свободно перемещаться в шести направлениях: вперед и назад, вправо и влево, вверх и вниз. Определенная классификация суставов позволяет движения в этих направлениях.

Суставы трехосные — это самые подвижные суставы, они свободно обеспечивают движение в трех направлениях. Примером служат: соединения черепа и позвоночника, межпозвонковых дисков, плечевые суставы, лучевой и тазобедренный. Подобные суставы имеют шарообразную форму. Движения в этих суставах происходят в сагиттальной, корональной и трансверсальной плоскостях. В этих суставах тренирующийся имеет возможность выполнять все виды движений: сгибание и разгибание, приведение и отведение, горизонтальное приведение и отведение, медиальную и латеральную ротацию.

Суставы двухосные — обеспечивают движение в двух направлениях, менее подвижны. Они имеют форму эллипса или седла. Движения в этих суставах происходят в сагиттальной и корональной плоскостях. Примером служат суставы пальцев рук, лучезапястный сустав. Здесь возможны сгибание и разгибание, приведение и отведение.

Суставы одноосные — обеспечивают однонаправленное движение. Они имеют форму цилиндров и блоков. Примером служат плече локтевой, лучевой, коленный, голеностопный суставы. Движения возможны в сагиттальной плоскости и это сгибания и разгибания. В лучевом суставе возможна ротация латеральная (супинация) и ротация медиальная (пронация).

Несмотря на то, что многие крупные мышцы рассматриваются в анатомии как единое целое, различные части и отделы больших мышц могут осуществлять неодинаковые движения. В сгибании плеча, например, принимает участие Deltoid Anterior, в отведении плеча Middle Deltoid, а в разгибании Deltoid Posterior. Данные знания являются основой для составления индивидуальной программы тренировок, которую инструктор или тренер готовит для тренирующегося. Это позволяет грамотно осуществить подбор необходимых упражнений для воздействия на конкретную мышцу или мышечную группу.

В зависимости от того, какое исходное положение принимает тренирующийся, выполнение определенного упражнения может усложняться или облегчаться. Поэтому общая эффективность тренировки также зависит от исходного положения в выполнении упражнения. В фитнесе мы применяем следующие исходные положения: положение лежа — самое простое и легкое, положение сидя — менее легкое и положение стоя — с малой площадью опоры и поэтому достаточно сложное для удержания равновесия.

Для сглаживания разбалансировки в положениях тела с неустойчивым равновесием используются упоры. Очень распространенным является упор лежа. Это закрытая кинематическая цепь, поскольку все части тела замкнуты. Устойчивость и равновесие имеют достаточно высокую степень, центр тяжести расположен низко, площадь опоры большая.

Для примера верхней опоры могут послужить висы. Висы тоже считаются достаточно устойчивыми. Тело человека испытывает силу растяжения под тяжестью собственного веса. Руки прямые и соприкасаются с опорой в фиксировано положении. Вис является силовым упражнением уже сам по себе. Подтягивания на перекладине являются сложным силовым упражнением, которое может выполнить только подготовленный спортсмен с сильно развитыми мышцами верхнего пояса и верхних конечностей. В таком положении любая двигательная активность является сложно выполнимой, поэтому можно использовать опору для ног.

Ходьба — повседневная двигательная активность человека. Это попеременное движение ног. Одна нога служит опорой в тот момент, когда другая находится в воздухе и движется вперед. Ноги поочередно сменяют друг друга, меняя последовательно опорную фазу на двигательную.

Бег — быстрые циклические шаги, требующие от опорно-двигательного аппарата достаточно больших энергозатрат, напряжения центральной нервной системы, хорошей физической формы. Измеряется длиной шага, скоростью бега и длительностью временного промежутка.

Приседания — выполняются мышцами нижних конечностей. Площадь опоры достаточно мала, равновесие не обладает достаточной устойчивостью. При опоре руками выполнение приседаний значительно облегчается. Чем приседания глубже, тем они тяжелее. Усложнение упражнений осуществляется за счет темпа и числа приседаний, возможно дополнительное отягощение на плечи.

Прыжки — это поочередные отталкивания тела от площади опоры. Главную работу выполняют мышцы нижних конечностей, мышцы туловища и рук участвуют в движении, обеспечивая вспомогательную функцию.

Источник

Анатомия и физиология

Общие вопросы анатомии и физиологии

«Общие вопросы анатомии и физиологии аппарата движения человека».

Одной из главных функций человека является движение его в пространстве. Движение — это основная приспособительная реакция организма к окружающей его среде. Эту функцию у млекопитающих (и человека) выполняет опорно-двигательный аппарат, который состоит из двух частей: пассивной и активной. К пассивной относятся кости, соединенные между собой, к активной — мышцы, при сокращении которых изменяется положение тела в пространстве.

Кости – пассивная часть скелета.

1. Механические 2. Биологические

создает опору для устойчивости тела,

приподнимающегося над землей.

Кость является самостоятельным органом. Основу кости составляет пластинчатая костная ткань, состоящая из компактного и губчатого вещества. Снаружи кость покрыта периостом (надкостница), через который осуществляется обмен веществ и питание.

Суставные поверхности лишены периоста, они покрыты гиалиновым хрящом. Внутри кости находится красный и желтый костный мозг. Кость густо снабжена кровеносными сосудами и нервами. В компактном веществе пластинки образуют остеоны – гаверсовы системы.

Рост трубчатой кости в длину осуществляется за счет мета- и эпифизарного хрящей, в ширину за счет камбиального слоя надкостницы. рост прекращается у м. 23-25, ж- 18-20лет.

2.Короткие (губчатые) – имеют форму неправильного куба или многогранника (запястье, предплюсна)

3.Плоские (широкие) – образуют полости тела (ребра, грудина, таз, череп)

4.Ненормальные (смешанные) – позвонки (тело- из губчатых костей, дуга и отростки – плоских)

5.Воздухоносные (пневмотические) – имеют в теле полость, заполненную воздухом и выстланную слизистой оболочкой (лобная, клиновидная, решетчатая и верхняя челюсть). Все они сообщаются с полостью носа.

Кости очень прочны, являются депо воды, кальция, фосфора. Для нормального развития и роста костей необходим витамин Д. При его недостатке развивается рахит – кости искривляются, замедляется их рост, они становятся хрупкими. Характерной картиной является симптом «куриная грудь»: грудина выступает вперед, грудная клетка сплющивается с боков, органы грудной клетки сдавливаются.

Виды соединения костей

Кости скелета человека объединяются в общую функциональную систему (пассивная часть опорно-двигательного аппарата) при помощи различных видов соединения. Все соединения костей разделяются на три вида: непрерывные, прерывные и симфизы.

В зависимости от вида тканей, которые соединяют кости, выделяют следующие виды непрерывных соединений: фиброзные, костные и синхондрозы (хрящевые соединения)

Переходные формы (полусуставы, симфизы, гемиартрозы)

1. фиброзные (синдесмозы) – связки, мембраны, швы, (плотная волокнистая соединительная ткань)

3. костные (синостозы)

По форме суставных поверхностей:

1.симфиз рукоятки грудины

Строение простого сустава:

Суставная полость – узкая щель, ограниченная суставными поверхностями и синовиальной мембраной, герметически изолированная. В норме в ней всегда отрицательное давление (ниже атмосферного).

Внесуставные и внутрисуставные связки укрепляют сустав и капсулу.

полусуставы Гемиартроз (симфиз) – хрящевое соединение костей, в центре которого имеется узкая щель, внутри нет синовиальной мембраны, а снаружи не покрыто капсулой. В нем возможны лишь небольшие смещения костей (лобковый симфиз – роды – кресцово-позвоночный симфиз).

Скелет туловища

Скелет туловища состоит из позвоночного столба, грудной клетки и является частью осевого скелета.

Позвоночный столб (Kolumna vertebralis) – располагается на дорсальной поверхности туловища. Функции:

2.защитная (спинной мозг)

3.локомоторная (движение туловища и головы)

4.рессорная (бег, ходьба)

Строение истинного позвонка:

1.Утолщенное тело – направлено вперед

2.Дуга – направлена назад

3.Позвоночное отверстие (образует позвоночный канал)

4.7 отростков, отходящих от дуги:

В месте соединения дуги позвонка с телом с каждой стороны имеется 2 позвоночные вырезки (верхняя и нижняя), которые при соединении позвонков образуют межпозвоночные отверстия, через которые проходят кровеносные сосуды и нервы.

Особенности шейных позвонков:

1.Имеют отверстия в поперечных отростках для прохождения позвоночных артерий

2.Имеют раздвоение на концах остистых отростков

3.Первый шейный – атлант – не имеет тела и остистого отростка, а содержит дугу и 2 латеральные массы, на которых имеются 2 суставные ямки (верхние и нижние). Они служат для сочленения с затылочной костью (атланто-затылочный сустав) и со вторым шейным позвонком.

4.Второй шейный позвонок – эпистофей (осевой) – имеет на своей верхней поверхности зубовидный отросток, вокруг которого вращается череп вместе с атлантом. При травмах шеи он часто ломается и повреждает спинной мозг.

6.Седьмой шейный позвонок имеет нерасщепленный на конце остистый отросток, который длиннее остальных и прощупывается через кожу (выступающий).

7.Имеют самые маленькие тела

Особенности грудных позвонков:

1.Остистые отростки являются самыми длинными и направлены вниз

2.На телах и поперечных отростках имеются реберные ямки (для соединения с головками и бугорками ребер)

Особенности поясничных позвонков:

1.Имеют самые массивные тела

2.Остистые отростки напоминают прямоугольные пластинки, направленные прямо назад.

Особенности кресцовых позвонков:

Особенности копчиковых позвонков:

Тела с 3-7 шейных, все грудные и поясничные позвонки срастаются при помощи синхондрозов и симфизов (межпозвоночные диски). Дуги и остистые отростки соседних истинных позвонков соединяются при помощи синдесмозов (связок). Кресцовые после 20 лет срастаются при помощи синостозов. Крестец с копчиком – тип синхондроза или симфиза. Позвоночный столб имеет физиологические изгибы:

Шейный лордоз образуется, когда ребенок начинает самостоятельно держать голову, поясничный, когда начинает самостоятельно сидеть, кифозы, когда самостоятельно ходить. Аортальный сколиоз – небольшое отклонение грудного отдела позвоночника вправо, т.к. слева проходит грудная аорта. Изгибы необходимы для поддержания рессорной функции позвоночника. В результате нарушения симметрии в развитии мышечной массы тела человека появляется еще и патологический (боковой) изгиб — сколиоз.

Грудная клетка (toraks) – 12 пар ребер, грудина и грудной отдел позвоночника. Это скелет стенок грудной полости (торакальная терапия).

Грудина (sternum) – плоская кость, состоящая из 3 частей:

Ребра (costae) – длинные плоские кости. Их 12 пар. Задняя часть ребра костная, передняя – хрящевая. Ребро имеет головку, шейку, тело. Между телом и головкой имеется шейка ребра. Между шейкой и телом у верхних 10 пар имеются бугорки с суставными поверхностями для сочленения с реберными ямками позвонков.

У ребра имеется внутренняя и наружная поверхность, верхний и нижний края. На внутренней поверхности вдоль нижнего края ребер проходит борозда ребра – место залегания межреберных сосудов и нервов (торакальные пункции проводят по верхнему краю ребра).

Задние концы ребер соединяются с телами и поперечными отростками грудных позвонков с помощью 2 суставов:

1.сустав головки ребра

грудная клетка в целом по форме напоминает усеченный конус. Верхняя апертура (отверстие) грудной клетки свободна (верхушки легких, трахея, пищевод, сосуды и нервы). Нижняя апертура герметично затянута диафрагмой.

Лекция. «Скелет верхней и нижней конечностей».

Функции конечностей строго разграничены:

Верхние – органы труда

Нижние – органы опоры и передвижения

Они имеют общий план строения: пояс и свободная конечность. Конечность образована тремя сегментами: проксимальный имеет одну кость (плечевая, бедренная), средний имеет 2 кости (лучевая – локтевая, большеберцовая и малоберцовая) и дистальный имеет множество костей (кисть и стопа). К поясу верхней конечности относят лопатку и ключицу.

Ключица (clavikula) – парная s – образно изогнутая трубчатая кость, в которой различают тело и 2 суставных конца (грудинный и акромиальный). Эти концы можно прощупать. Ключица отодвигает плечевой сустав от грудной клетки и обуславливает движение руки. Место типичного перелома ключицы – тело ближе к грудинному концу. Грудинный конец ключицы образует с грудиной седловидный грудино-ключичный сустав. Внутри него имеется диск, разделяющий его полость на 2 этажа: есть возможность движения вокруг 3 осей.

Лопатка (scapula) – плоская кость треугольной формы.

Края: верхний латеральный медиальный

Углы: верхний, нижний, латеральный

Кости кисти (ossa manus) – запястье, пястье и фаланги пальцев

Кости запястья (ossa karpi) – лежат в два ряда по 4 кости в каждом, счет ведут со стороны большого пальца. Верхний ряд:

Источник

Определение процесса движения

Содержание

Пояснительная записка

Основная часть.

РазделI Теоретическая часть.Общие положения анатомии и физиологии аппарата движения человека

1.Определение процесса движения

2.Структуры организма, осуществляющие процесс движения

4.Принцип рычага в работе суставов.

5.Объем движений в суставах.

6.Потребность двигаться, ее роль в удовлетворении потребностей человека.

7.Возрастные особенности двигательной системы.

8.Пассивная и активная части опорно-двигательного аппарата.

9.Микроскопическое строение мышечного волокна.

10.Механизмы сокращения миофибрилл, саркомера, мышечного волокна, мышцы.

12.Строение кости как органа.

13.Рост кости в длину и толщину.

14.Виды соединения костей.

17.Виды движений в суставах.

19.Внешнее и внутреннее строение мышцы.

21.Виды мышц по форме, функции.

23. Вспомогательный аппарат мышц.

24.Основные физиологические свойства мышц.

РазделII Задания для самоконтроля

Вопросы для самоконтроля

Визуально – логические задания

Список литературы

Пояснительная записка

Изучение анатомических и физиологических основ реализации потребности в движении не случайно авторами программ дисциплины Анатомия и физиология человека выносится в самое начало. Функция движения определяет устройство и жизнедеятельность организма в целом. Это обусловлено, во-первых, тем, что движение – необходимое условие сохранения здоровья, во-вторых, никакая трудовая деятельность не возможна без этой функции и, в-третьих, любая психическая деятельность реализуется в форме движения. Отцу русской физиологии И. М. Сеченову, о трудах которого мы еще не раз будем говорить, принадлежат известные слова: «Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению — мышечному движению. Смеется ли ребенок при виде игрушки, улыбается ли Гарибальди, когда его гонят за излишнюю любовь к родине, дрожит ли девушка при первой мысли о любви, создает ли Ньютон мировые законы и пишет их на бумаге — везде окончательным фактом является мышечное движение».

Важность изучения раздела «Анатомо-физиологические особенности органов движения и опоры. Остеология. Миология. » подтверждается тем, что для этого в Рабочих программах дисциплины выделено 36 часов.

Учебное пособие предназначено для самостоятельной подготовки студентов и содержит два раздела. В первом разделе представлена учебная информация, освоение которой поможет студентам последовательно сформировать знания по этой теме, наличие которых требует ФГОС, во втором разделе изложены материалы, позволяющие обучающимся актуализировать знания и закрепить их путем решения поставленных вопросов и визуально – логических заданий.

Раздел I

Теоретическая часть.

Общие положения анатомии и физиологии аппарата движения человека.

Определение процесса движения

Плоскости, относительно которых описывается движение:

описывающие положение тела и направление движений.

Существуют стандартные термины, которые описывают взаимное расположение различных частей тела по отношению друг к другу. Человеческое тело представляет собой сложную трехмерную структуру, поэтому знание точных анатомических терминов положения и направления поможет вам сравнивать одну часть тела с другой и понимать, как они расположены по отношению друг к другу. Эти термины остаются постоянными независимо от того, сидит человек, стоит или лежит.

2.Структуры организма, осуществляющие процесс движения

Движение осуществляется аппаратом движения. Опорно-двигательный аппарат состоит из двух частей: пассивной и активной. К пассивной относятся кости, соединения костей, к активной — мышцы, при сокращении которых осуществляется движение.

Составляющие элементы аппарата движения

А. Кости Б. Соединения костей В. Мышцы

3. Виды движений.

Различают следующие виды движений в суставах:

и разгибание (extensio), т. е. увеличение этого угла.

2. Движения вокруг сагиттальной оси – 1) приведение (adductio), т. е. приближение к срединной плоскости,

До приведения После приведения

и 2) отведение (abductio), т. е. удаление от нее (противоположное движение). Движения вокруг вертикальной оси, т. е. вращение (rotatio): кнутри (pronatio) и кнаружи (supinatio).

Источник