Добовий ритм м`язової сили кисті у хокеїстів

МІНІСТЕРСТВО ОСВІТИ І НАУКИ УКРАЇНИ

Тюменський державний університет

Факультет фізичної культури

Кафедра управління фізичної культури та спорту

Добовий ритм м'язової сили кисті у хокеїстів

Науковий керівник:

д.м.н., доцент А.М. Дуров

Автор роботи: А.В. Галинскій

Студент 5 курсу, групи 1191,

Тюмень, 2004

Анотація

Дипломна робота присвячена дослідженню добового ритму м'язової сили кисті у хокеїстів. Для вирішення поставлених завдань була використана досить об'єктивна методика.

М'язова сила пензля була досліджена 4 рази на добу у хокеїстів. Були розраховані всі биоритмологический параметри: мезор (середньодобове значення), амплітуда (відхилення від середньодобового рівня) і акрофаз (час максимального значення). Отримані дані піддані статистичній обробці за методом Фішера-Ст'юдента. Результати досліджень у спортсменів порівнювалися з даними, отриманими у студентів (літературні дані), які не займалися спортом.

Структура даної роботи традиційна. Робота складається з вступу, огляду літератури, глави результатів дослідження та списку літератури. Список літератури містить 27 джерел.

Зміст

Введення

Глава 1. Огляд літератури. Характеристика добового ритму працездатності людини

1. Характеристика м'язового скорочення

2. Споживання кисню при м'язовій роботі

3. Потужність роботи

4. Вік та спортивна працездатність

5. Основні біохімічні фактори, що лімітують прояв швидкісно-силових якостей

6. Структура біоритмів як один з критеріїв фізіологічної адаптації організму, його потенційних резервів

7. Тижневі ритми у людини

Глава 2. Організація і методи дослідження

2.1 Організація дослідження

2.2 Методи дослідження

2.3 Методи статистичної обробки отриманих результатів

Глава 3. Результати дослідження та їх обговорення

3.1 Добовий ритм м'язової сили кисті у хокеїстів

3.2 Добовий ритм м'язової сили кисті у студентів ТГМА

Висновки

Практичні рекомендації

Список літератури

Введення

В даний час біологічні ритми активно вивчаються сучасною біологією і медициною. Цикл розглядається як основний і єдиний закон Світобудови, організуючий і порядкуючий елемент у природі (10).

Велика увага до вивчення біологічних ритмів обумовлено тим, що з одного боку біологічні ритми людського організму є одним з найважливіших механізмів пристосування до середовища, а з іншого - розглядаються в якості універсального критерію функціонального стану організму, його благополуччя. Є всі підстави стверджувати, що благополуччя організму, його здоров'я визначається взаємної злагодженістю його ритмічних процесів (3).

М'язове скорочення є найбільш досконалою формою біологічної рухливості. Вивчення роботи м'язів займає одне з провідних місць в біохімії спорту.

Для досягнення високих результатів у спорті, для підвищення ефективності управління підготовкою спортсменів необхідно знати, як змінюються різні фізіологічні показники протягом доби у людини і, зокрема, його працездатність.

Об'єкт дослідження - працездатність людини на прикладі м'язової сили кисті.

Предмет дослідження - зміна м'язової сили кисті протягом доби у хокеїстів.

Мета дослідження - проаналізувати добову динаміку м'язової сили кисті у хокеїстів і порівняти з добовим ритмом м'язової сили кисті у студентів, які не займаються спортом.

Завдання дослідження:

1. Дати характеристику добової динаміки м'язової сили кисті (праворуч і ліворуч) у хокеїстів.

2. Простежити динаміку добового ритму м'язової сили кисті у студентів ТГМА.

3. Виявити закономірність зміни амплітуди добового ритму м'язової сили кисті у хокеїстів і у студентів ТГМА.

Робоча гіпотеза нашого дослідження полягала у припущенні, що м'язова сила (праворуч і ліворуч) закономірно змінюється в різні години доби, а також те, що добова динаміка м'язової сили кисті в спортсменів більш виражена, ніж у студентів, які не займаються спортом.

Теоретичне значення роботи полягає в тому, що робота доводить наявність істотних змін у добовому ритмі м'язової сили кисті в осіб, що займаються і не займаються спортом.

Глава 1. Огляд літератури. Характеристика добового ритму працездатності людини

1.1 Характеристика м'язового скорочення

Основна функція м'язи полягає у розвитку напруги і укорочення. Ця функція, названа скорочувальної, забезпечує різноманітну діяльність організму. М'яз є складним молекулярним двигуном, здатним перетворювати хімічну енергію безпосередньо в механічну роботу, минаючи проміжні перетворення. Внаслідок цього втрати енергії порівняно невеликі, м'яз має високим коефіцієнтом корисної дії (від 30 до 50%). Під час м'язового скорочення в м'язі протікають різноманітні процеси: синхронне зміна проникності мембран і роботи «іонних насосів», послідовна зміна активності ферментів, швидкості процесів енергозабезпечення, електростатичних взаємодій, структурна перебудова м'язових волокон. Енергія при скороченні витрачається на зміну характеру взаємозв'язків скорочувальних білків м'язів і їх взаємного розташування. У тварин і людини є два основні типи м'язів: поперечносмугасті і гладкі. Поперечно м'язи прикріплені до кісток і тому називаються кістяковими. Найбільший інтерес для біохімії спорту представляють скелетні м'язи. Структурною одиницею м'яза є м'язове волокно. М'язове волокно являє собою одну гігантську клітку, а точніше, безклітинні освіта - симпласти. Воно оточене оболонкою - сарколемою, на поверхні якої розташовуються закінчення рухових нервів. Міофібрили (м'язові нитки) є скоротливі елементами м'язи. У нетренованих м'язах міофібрили розташовуються неуважно, а в тренованих згруповані в пучки. Скоротливі білками м'язів є міозин і актин. При м'язовому скороченні відбувається повторюване освіту і руйнування спайок між «голівками» міозінових молекул товстих протофібрил і активними центрами тонких протофібрил. Гіпотеза м'язового скорочення припускає, що в момент скорочення відбувається тільки ковзання Актинові ниток вздовж міозінових, проте деякі експериментальні дані вказують і на вкорочення ниток. Це може бути пов'язано зі зміною під час скорочення просторової структури скоротливих білків (21).

Безпосереднім джерелом енергії для м'язової діяльності служить реакція розщеплення АТФ. Запасів АТФ в м'язі зазвичай вистачає на 3-4 одиночних скорочення максимальної сили. У той же час, як показують дослідження з використанням мікробіопсіі м'язів, в процесі м'язової роботи не спостерігається значного зниження концентрації АТФ. Це пояснюється тим, що по ходу м'язової діяльності АТФ відновлюється з продуктів розпаду (ресінтезіруется) з тією ж швидкістю, з якою вона розщеплюється в процесі м'язових скорочень. Ресинтез АТФ при м'язовій діяльності може здійснюватися як в ході реакцій, що йдуть без кисню, так і за рахунок окисних перетворень в клітинах, пов'язаних зі споживанням кисню (6).

1.2 Споживання кисню при м'язовій роботі

При переході від стану спокою до інтенсивної м'язової діяльності потреба в кисні зростає в багато разів, але відразу вона не може бути задоволена. Потрібен час, щоб посилилася діяльність систем дихання і кровообігу і щоб кров, збагачена киснем, могла дійти до працюючих м'язів. У міру посилення активності систем вегетативного забезпечення поступово збільшується споживання кисню в працюючих м'язах. При рівномірній роботі, якщо частота серцевих скорочень перевищує 150 уд. на хв, швидкість споживання кисню зростає до тих пір, поки не настане стійке стан метаболічних процесів, при якому споживання кисню досягає постійного рівня. При інтенсивній роботі (з ЧСС 150-180 уд. В хв) стійкий стан не встановлюється і споживання кисню може зростати до кінця роботи. Максимальний рівень споживання кисню не може підтримуватися довго. Під час тривалої роботи він знижується через стомлення. Посилення і почастішання серцевих скорочень під час м'язової роботи вимагають збільшення швидкості енергетичного обміну в серцевому м'язі. Під час м'язової діяльності посилюється енергетичний обмін і в головному мозку, що виражається в збільшенні споживання мозком глюкози та кисню з крові (21).

1.3 Потужність роботи

Потужність роботи пов'язана обернено пропорційною залежністю з її граничної тривалістю: чим більша потужність, тим швидше відбуваються біохімічні зміни, що ведуть до стомлення, і тим менше час роботи. Якщо цю залежність зобразити графічно, відклавши по вертикалі логарифми потужності, а по горизонталі - логарифми граничного часу роботи з цією потужністю, то крива матиме вигляд ламаної лінії, розділеної на чотири відрізка, які відповідають чотирьом зонам відносної потужності: максимальної, субмаксимальної, великої і помірної . Гранична тривалість роботи в зоні максимальної потужності становить 15-20 с, у зоні субмаксимальної потужності - від 20 с до 2-3 хв, в зоні великої потужності - до 30 хв, в зоні помірної потужності - до 4-5 годин. Робота в зоні максимальної потужності забезпечується енергією в основному за рахунок АТФ і КРФ, частково - за рахунок гліколізу. Однак швидкість гліколізу в цій зоні не досягає своїх найвищих значень, тому зміст молочної кислоти в крові звичайно не перевищує 1-1,5 г на літр, мобілізація глікогену печінки майже не відбувається і вміст глюкози в крові майже не змінюється в порівнянні з рівнем спокою. Енергетичне забезпечення роботи в зоні субмаксимальної потужності йде в основному за рахунок анаеробного гліколізу. У крові у великій кількості з'являється молочна кислота. Посилюється мобілізація глікогену печінки. У зоні великої потужності основне значення мають аеробні джерела енергії при досить високому рівні розвитку гліколізу. Найбільш інтенсивні вправи в зоні помірної потужності здійснюються при максимумі аеробного виробництва енергії. У слідстві посиленого витрати запасів глікогену в печінці вміст глюкози в крові падає нижче 0,8 г на літр. У сечі в значній кількості з'являються продукти розпаду білків. Відзначається велика втрата організмом води і мінеральних солей (6).

1.4 Вік і спортивна працездатність

Фізична працездатність спортсменів виявляє закономірні зміни з віком. Можливості енергопродукціі аеробних і анаеробних шляхами зростають у міру фізіологічного дозрівання організму і формування психічної сфери людини. З віком збільшуються загальна метаболізуються маса тіла, кількість ключових ферментів аеробного та анаеробного обміну в скелетних м'язах, активність і стабільність цих ферментів в роботі, підвищуються запаси енергетичних речовин в тканинах, вдосконалюється робота вегетативних систем, відповідальних за доставку м'язам кисню і поживних речовин і видалення продуктів розпаду. Всі ці показники зазвичай досягають максимуму до 20-30 років, в пору повної фізіологічної зрілості людини. У цьому віці, як правило, досягають найвищих спортивних результатів у тих видах спорту, де потрібна висока енергетична продуктивність. Після 40 років показники фізичної працездатності поступово знижуються і до 60 років стають приблизно вдвічі менше, ніж у зрілому віці (21).

1.5 Основні біохімічні фактори, що лімітують прояв швидкісно-силових якостей

Основні біохімічні фактори, що лімітують прояв швидкісно-силових якостей, можна встановити виходячи з «фундаментальних залежностей» для м'яза. Перша з цих залежностей описує умови прояву максимальної м'язової сили. Результати експериментальних досліджень, виконаних в різних м'язах людини і тварин, показують, що величина максимального м'язового зусилля прямо пропорційна довжині саркомера, або довжині товстих міозінових ниток, тобто ступеня полімеризації міозину, і загальним змістом в м'язі скорочувального білка актину. Друга «фундаментальна залежність» описує зв'язок між величиною максимальної швидкості скорочення м'яза, довжиною саркомера і відносної АТФ-азной активністю міозину. Максимальна швидкість скорочення прямо пропорційна відносної АТФ-азной активності. У довільних рухах людини важливо не ізольоване прояв сили або швидкості скорочення, а їх спільний ефект, оцінюваний за величиною потужності развиваемого зусилля. Потужність є добутком сили на швидкість. Тому потужність, що розвивається м'язом, є лінійною функцією від величини сумарної АТФ-азной активності, тобто загальної швидкості розщеплення АТФ. Сумарна АТФ-азная активність вище у швидко скорочуються білих волокнах, ніж в повільно скорочуються червоних волокнах (21).

1.6 Структура біоритмів як один з критеріїв фізіологічної адаптації організму, його потенційних резервів

В даний час велика увага до біологічних ритмів багатьох дослідників обумовлено тим, що біологічні ритми людського організму є одним з найважливіших механізмів пристосування до навколишнього середовища і розглядаються в якості інтегрального критерію функціонального стану організму, його благополуччя (3,20).

До теперішнього часу у людини виявлено більше 300 ритмічно мінливих з періодом 24 години фізіологічних функцій. Ці періодичні зміни живого організму спрямовані на те, щоб активно протистояти змінам умов зовнішнього середовища, максимально зберігши свою цілісність (10).

При цьому в біологічному ритмі завжди присутні дві компоненти - ендогенна і екзогенна. Екзогенна компонента - це вплив на організм будь-якого зовнішнього фактора, ендогенна - обумовлена ​​ритмічними процесами. Як вважає В. Б. Чернишов (27), ендогенний ритм (добовий) передається від покоління до покоління подібно морфологічному ознакою, але з точки зору біології неможливо собі уявити жорстко запрограмований процес повторення ритмічних явищ, так як існує багато «датчиків часу», що зсувають фазу ритму. В якості таких датчиків можуть виступати світло, температура.

На думку Г.Д. Губіна (7) біологічні ритми є факторами природного відбору, так як вони здійснюють координацію різноманітних процесів організму з тимчасовими інтервалами навколишніх подій і синхронізують ці процеси з різноманітними змінами зовнішнього середовища, тим самим виконують надзвичайну роль у забезпеченні існування живих систем - адаптацію. Биоритмологический адаптація - це перш за все тимчасове узгодження (звичайно з деяким випередженням) стану організму і вимог середовища.

Фактично в організмі йде безперервний процес пристосування до постійно мінливих умов навколишнього середовища - адаптація. Суперечливість адаптаційного процесу найяскравіше виступає у феномені біологічного ритму, який Б.С. Алякринский (2) сформулював як вираз єдності і боротьби двох взаємовиключних начал життєвого процесу - руйнування і творення, забезпечують якісну стабільність живої системи і її самовідтворення.

Всі ритми знаходяться в організмі в строгому узгодженні і складають ієрархічну систему тимчасової організації людського організму. Переважне значення в архітектоніці ритмічного ансамблю організму належить ціркадіанних (цілодобовий) ритмам (4).

Упорядкованість тимчасової організації живого організму в рамках добового циклу, синхронність біохімічних і фізіологічних процесів всередині організму багато в чому залежить від повноцінної діяльності головних ціркадіанних осциляторів - супрахиазматичних ядер гипоталямус (СХЯ) і еіфізарного гормону мелатоніну. Суворе узгодження ритмів між собою і з факторами зовнішнього середовища забезпечує благополучний стан організму (1).

В даний час накопичилася велика кількість даних, які дозволяють стверджувати, що будь-яке порушення благополуччя організму відбивається насамперед на показниках (параметрах) системи ціркадіанних ритмів. Вивчення стомлення у спортсменів показало, що найбільш раннім симптомом перетренування є порушення добового ходу температури тіла (2).

Як зазначає Р.М. Баєвський (5), для прогнозування патологічних змін найбільш доцільно вивчати рівень тимчасової організації, оскільки відхилення, які виникають на цьому рівні передують інформаційним і енергетичним структурним порушенням.

Вивчення показників серцево-судинної системи з хронобіологічних позицій представляє великий теоретичний і практичний інтерес на увазі особливої ​​важливості цієї системи для життєдіяльності людини. Підсумовуючи результати ряду робіт (8,15,19), можна зробити висновок, що у віці 20-40 років реєструється достовірний ціркадіанний ритм артеріального систолічного тиску з мезор 115-125 мм.рт.ст. і акрофаз в 15-17 годин і діастолічного тиску з мезор 70-75 мм.рт. ст. і акрофаз в 14-16 годин. Показано, що частота серцевих скорочень (ЧСС) урежается в нічні години і стає більш частої в денні години, що говорить про активацію серцевої діяльності у світлий час доби. ЧСС найбільш низька в 3-6 годин ранку і найбільш висока в 13-18 годин. Протягом доби відбувається закономірна зміна структури кардіорітма, що свідчить про збільшення скоротливої ​​функції міокарда у денні та зниження її в нічні години.

Ритмічні процеси легеневого дихання, газового складу крові, кислотно-лужного стану досить добре вивчені в фізіології. Добова динаміка показників газообміну і зовнішнього дихання була вивчена у здорових людей у віці 18-19 років (22). Так в осіб, які перебували на стаціонарному режимі, виявляється добре виражена добова періодичність з максимальними значеннями в 18 годин таких параметрів, як споживання кисню і хвилинний обсяг подиху і о 16 годині - частоти дихання і пульсу. Добові коливання легеневої вентиляції, як правило, корелюють з відповідними коливаннями споживання кисню. Максимуми добових ритмів життєвої ємності легень (ЖЕЛ), припадають на другу половину дня.

Фізична праця людини більш ефективний у години денного неспання. Днем підвищується координація рухів, зростає лабільність нервово-м'язового апарату, збільшується сила м'язів і їх статична витривалість (25).

І.Є. Оранський (23) також встановив, що найбільший обсяг роботи виконувався піддослідними в денні години, найменший - у нічні. За даними Косінор-аналізу акрофаз фізичної працездатності припадала на час 15 годин 40 хвилин. Показано, що у віці 20-40 років реєструється найвищий показник сили м'язів руки. Надалі відбувається зниження мишечногй сили різних груп м'язів.

1.7 Тижневі ритми у людини

Дослідження І.Є. Оранського, П.Г. Царфіса (24) показують, що фізична працездатність людини виявляє сезонні коливання. Максимум відзначений навесні або на початку осені, мінімум - взимку. Автори пов'язують це з періодичністю діяльності ендокринного апарату.

Поряд з сезонними ритмами ряду фізіологічних показників у людини є також тижневі ритми. У походження, стійкості тижневого циклу, його взаємовідносини з іншими ритмами і т.п. тривалий час не було певної ясності. Незважаючи на це, тижневий цикл докладно розглядається в багатьох хронобіолоіческіх дослідженнях як низькоамплітудні коливання різних показників (12).

У більшості класифікацій біологічних ритмів виділяється околосемідневний ритм, який носить назву ціркасептідіанного. Це як би механічно відкидає всі міркування про їх природу, реальності і т.п. Однак у природі немає циклічних процесів з тижневим періодом, які живий організм міг би використовувати в якості датчиків часу. Тиждень - це 1 / 4 частина місячного місяця, або семикратне повторення добового ритму. Тиждень як календарний цикл - умовна міра часу, що виникла в свідомості людини. З іншого боку, вибір семиденного тижня як одиниці відліку, можливо, був пов'язаний з особливостями переробки інформації людиною, з таємничим «феноменом 7».

Ю. Ашофф (4) відзначає, що тижневі ритми, які іноді спостерігаються у тварин в лабораторних умовах, наприклад ритми рухливості багатоніжки, відкладання личинок комаром або активності ферментів в епіфезе у пацюка, ймовірно, викликаються періодичними збуреннями ззовні і тому відносяться до кількох прикладів екзогенного ритму. У людини околосемідневние ритми можуть бути результатом звички (наприклад: споживання їжі дітьми) або наслідком режиму лікування хворих. Екзогенний семиденний ритм особливо чітко проявляється при аналізі смертності від інфекційних захворювань, а також процесів приживлення чи відторгнення трансплантатів нирки, підшлункової залози і серця.

Семиденний періодичність реактивності організму і процесів адаптації виявлена ​​у хворих, які отримували грязелікування (24).

У зв'язку з розглядом околонедельних циклів не можна обійти увагою, що у людини виявлено свободнотекущіе ритми з періодом порядку тижні, які проявляються у виділенні з сечею 17-кетостероїдів і естрону, а також 21-денний ритм екскреції тестостерону і температури тіла. Околосемідневний ритм частоти серцевих скорочень виявлено у здорової людини, що знаходилася 100 діб в умовах повної ізоляції в печері і жив по свободнотекущему ціркадіанного ритму (11).

Практичне значення околосемідневний ритм має в організації режимів праці та відпочинку. Найбільшого поширення набула тиждень з 7 днів. Підвищення ефективності виробництва і одночасно ускладнення вимог, що пред'являються до робочого в сучасних умовах, привели в багатьох країнах до скорочення числа робочих годин до 40-42 на тиждень, що дозволило встановити замість одного два вихідних дні і таким чином перейти у багатьох галузях на п'ятиденний робочий тиждень (16).

Таким чином, аналіз літературних даних, свідчить про те, що вивчення добових ритмів м'язової сили кисті, представляє великий інтерес. Всі матеріали, викладені вище, показують про необхідність подальших хронобіологічних досліджень тижневого циклу, що має важливе соціально-гігієнічне значення, для з'ясування його природи, механізму і можливостей «керування ним».

Глава 2. Організація і методи дослідження

2.1 Організація дослідження

Дослідження добового ритму м'язової сили кисті проводилося у 15-і хокеїстів команди г.Ірбіта. Вік обстежуваних 20 - 27 років. За вікової класифікації цей вік належить до зрілого 1.

Вивчення проводилося в зимовий сезон року (січень 2003 року).

Вимірювання м'язової сили кисті на правій і лівій руці здійснювалося 4 рази на добу: 8, 12, 16, 20 годин.

Отримані дані порівнювалися з контрольною групою людей (15 чоловік), які не займалися спортом. Ці дані отримані А.М. Дуровим при вивченні м'язової сили кисті у студентів медичної академії в зимовий сезон року.

2.2 Методи дослідження

М'язова сила пензля (правої і лівої руки) визначалася за допомогою ручного динамометра. Вимірювання проводилося на витягнутій руці однаково у всіх випадках.

За отриманими даними визначали основні параметри добового ритму:

1.-мезор - середньодобовий рівень (складали значення 5-й визначали середній рівень),

2.-амплітуду-відхилення від середньодобового рівня (з найбільшого добового значення вичитали мезор),

3. акрофаз-максимальне значення протягом доби (вимірюється в годинах і хвилинах).

2.3 Методи статистичної обробки

Отриманий цифровий матеріал обробляли за методом Фішера-Стьюдента (18). При цьому визначали: М - середнє арифметичне, Ь - середнє квадратичне відхилення, м - середню помилку середньої арифметичної, Т - нормоване відхилення (критерій Стьюдента).

Відмінності порівнюваних величин вважали достовірними при рівні значущості Р <0,05.

Глава 3. Результати дослідження та їх обговорення

1. Добовий ритм м'язової сили кисті у хокеїстів

Отримані дані при вивченні хокеїстів представлені на табл.1-2.

Таблиця 1. Добовий ритм м'язової сили кисті (праворуч) у хокеїстів.

46-53

36-48

50-56

20-25

56-60

46-52

40-50

45-50

42-48

56-60