Исследование мышечной работоспособности человека.

Цель работы: Овладеть эргографической и динамометрической методикой, исследовать индивидуальные показатели мышечной работоспособности и влияние полного и активного отдыха на ее восстановление

Для работы необходимы: динамометр, кистевой, секундомер, эргограф пальцевой, кимограф, метроном, циркуль, линейка, груз от 0 5 кг до 5 кг, компьютер.

Объект исследования – человек.

Ход работы:

1. Эргографическое исследование мышечной работоспособности.

    Эргография – метод, позволяющий получить графическую запись выполняемой физической работы.

    Для исследования мышечной работоспособности человека используются эргографы разной конструкции – пальцевой, велоэргограф и др.

    Пальцевой эргограф имеет две части: горизонтальный миограф для регистрации мышечных сокращений и приспособление для фиксации предплечья и пальцев. Миограф состоит из двух горизонтально закрепленных стержней со свободно передвигающимся ползунком, с которым связан писчик для записи сокращений на барабане кимографа и два шнура. За один шнур ползунка, перекинутого через блок, подвешивается груз. Второй шнур заканчивается кольцом для работающего пальца. Для того чтобы исключить участие в работе других мышц руки, испытуемый в положении сидя закрепляет предплечье, указательный большой и безымянный пальцы в фиксирующем устройстве эргографа. Предплечье укрепляется так, чтобы шнур с кольцом, одетым на средний палец у места соединения II и III фаланги, был натянут.

    В такт метронома, не нарушая ритма и каждый раз с максимальным усилием, испытуемый сгибает средний палец. И в результате ползунок с пишущим устройством смещается вдоль поверхности барабана кимографа, регистрируя мышечные сокращения на бумаге. Одновременно поднимается подвешенный груз, и высота его подъема точно соответствует перемещению ползунка с пишущим устройством. В момент эксперимента испытуемый не должен видеть запись на барабане.

В условиях целого организма развитие утомления самой мышцы очень редкое явление, так как, прежде всего состояние утомления развивается в структурах центральной нервной системы затем в нервно-мышечных синапсах.

Однако где бы ни регистрировалось наступление утомления, кривая утомления носит одинаковый характер. Вначале некоторое время сила сокращения мышцы нарастает из-за повышения обмена веществ в результате перехода мышцы в рабочее состояние (это «лестница Боудича»). Затем амплитуда мышечных сокращений удерживается на высоком уровне (это стадия плато) и. наконец, наблюдается быстрое, а затем медленное уменьшение силы сокращения в результате развития утомления, переходящего иногда в контрактуру – резкое замедление процесса расслабления.

В эргограмме выделяют несколько периодов:

период – аб и а1б1 – характеризует силу мышц;

период – бв и б1в1 – характеризует предутомление;

период – вг и в1г1 – характеризует утомление.

а) Исследование степени утомляемости при мышечной работе и скорости восстановления мышечной работоспособности.

    В течение одной минуты произведите работу средним пальцем, поднимая груз в 4 кг с частотой 60 раз в минуту. После двухминутного отдыха подобный эксперимент повторите в том же варианте. Вырежьте обе эргограмы и вклейте их в протокол. С помощью циркуля и линейки произведите расчет и сопоставьте показатели двух эргограмм:

– степень утомляемости в проц. по формуле:

– скорость восстановления мышечной силы и возбудимости в проц. по формуле:

         – скорость восстановления сопротивляемости утомлению в     проц. по формуле

    Сравните полученные индивидуальные данные со среднестатистическими показателями, представленными в таблице 3.

Таблица 3 

Средние показатели мышечной работоспособности в (проц.)

Возраст	Степень утомляемости		Скорость восст. мышечн. силы		Скорость восст. сопротивл. утомл.
22 – 23	М 39,4	Сигма 7,6	М 74,7	Сигма 10,8	М 86,6	Сигма 7,4

    Отклонения фактических данных от средних (отношение разницы к сигме) в пределах ±1 сигмы оцениваются как средние, в пределах ±2 сигмы как выше или ниже средних и в пределах ±3 сигмы как высокие или низкие.

    Результаты данного исследования внесите в таблицу 4, сделайте заключение и дайте рекомендации.

Таблица 4 

Индивидуальные показатели мышечной работоспособности

Возраст	Вес	Рост	Продолж. предутомит. периода 1 работы	Продолж. предутомит. периода 2 работы	Степень утомл. в проц.	Скорость воост. мышечн. силы в проц.	Скорость воост. сопрот. утомлен. в проц.	Занятие спортом

    Заключение:

 

б) Определение оптимального ритма и оптимальной нагрузки.

    Важными характеристиками раздражителя являются его сила и частота. При мышечной работе человека числа раздражителя определяется величиной груза, а частота раздражителя – ритмом работы. От темпа работы и величины груза зависит объем работы и скорость развития утомления. Большой груз и частый ритм вызывают быстрое утомление. Наибольшей и продолжительной работа бывает при некотором среднем или оптимальном ритме и оптимальной нагрузке, индивидуальные для каждого человека.

    Для определения оптимального ритма запишите эргограмму утомления мышц среднего пальца, поднимая груз в 3 кг с темпом работы 60 раз в минуту. Работу произведите до отказа. Затем сделайте перерыв в 10 минут. После отдыха запишите еще две эргографы утомления с тем же грузом, но с ритмом работы в 90 и 120 раз в минуту, чередуя работу с 10 минутным отдыхом.

Эргограммы трех работ вырежьте, обозначьте, вклейте в протокол и сделайте расчет каждой работы по формуле:

А = РН

где А - работа: Р - вес груза в килограммах: Н – суммарная высота подъема груза. Для расчета суммарной высоты подъема груза измеряют три разных высоты кривой эргограммы – самую большую, среднюю и самую низкую суммируют их, делят на 3 и умножают на число подъемов.

    Оптимальный ритм считается тот, при котором выполняется большая работа. Сравните три показателя (А1, А2, АЗ) и укажите свой оптимальный ритм работы.

    Для определения оптимальной нагрузки запишите еще две эргограммы в оптимальном ритме, но с другими нагрузками – в 2 кг и в 5 кг, чередуя каждую работу с 10-минутным отдыхом. Эргограммы вырежьте, обозначьте и вклейте в протокол. Затем произведите расчет величины работы с грузом в 2 кг (А4) и 5 кг (А5), а показатель величины работы в 3 кг (А1) при оптимальном ритме можно взять из предыдущего расчета. Сравните три показателя величины работы (А1, А4, А5) и укажите свою оптимальную нагрузку. Данные трех проб внесите в таблицу 5.

Таблица 5 

Индивидуальные показатели оптимального ритма и нагрузки

Пробы	Ритм работы	Груз в кг	Число подъемов	Средняя высота подъема	Суммарная величина подъемов	Количество работы

    Заключение:

 

в) Исследование влияния полного и активного отдыха на восстановление мышечной работоспособности.

    Скорость восстановления работоспособности утомленных мышц руки повышается при включении активного отдыха, что подтверждено богатым практическим опытом. Физиологическое обоснование этого явления было дано И. М. Сеченовым (1903), который и открыл феномен активного отдыха. Он показал, что восстановление работоспособности мышц одной руки происходит быстрее и полнее, если в период ее отдыха выполняется работа другой рукой. Причину наиболее эффективного восстановления работоспособности в условиях активного отдыха И. М. Сеченов связывал с действием на центральную нервную систему афферентных импульсов от мышечных, сухожильных и суставных рецепторов (проприорецепторов) работающей части тела и особенностями восстановительных процессов в нервных центрах при межцентральных взаимоотношениях.

    Так, при работе до утомления правой руки ее центры затормаживаются. Согласно явлению взаимосочетанной реципрокной иннервации мышц – антагонистов возбуждение центров сгибателей левой руки тормозит соответствующие центры правой руки. Это способствует более быстрому развитию глубокого торможения в утомленных центрах правой руки, в результате чего в них усиливаются восстановительные процессы, подготавливающие эти центры к новой деятельности.

    Однако в ряде случаев при высоких нагрузках во время активного отдыха может индуцироваться в отдыхающие центры не торможение, а возбуждение, что затрудняет восстановление работоспособности в них. Поэтому активный отдых дает эффект только при работе в оптимальном режиме. Положительное влияние активного отдыха возрастает и с ростом тренированности, в результате чего повышается устойчивость индуцированных межцентральных взаимоотношений. Таким образом, активный отдых, сопровождающийся умеренной работой других мышечных групп, оказывается более действенным средством борьбы с утомлением, чем полный покой. Открытие И. М. Сеченовым этой закономерности находят практическое применение в советской системе физического воспитания.

    Для выявления положительного влияния полного отдыха на восстановление мышечной работоспособности запишите эргограмму, поднимая груз в 3 кг в темпе 90 раз в минуту до первых признаков утомления, когда начинается отставание от задаваемого темпа. Отдохните пассивно 10 минут. Вновь запишите эргограмму при том же ритме и нагрузке до первых признаков утомления, но во время второго 10-минутного отдыха произведите работу другой рукой, поднимая ею оптимальный величины груз с оптимальным для вас ритмом работы (показатели оптимального ритма и нагрузки используйте из предыдущего опыта).

    После 10-минутного активного отдыха вновь запишите третью эргограмму в первоначальном режиме работы – груз в 3 кг, темп 90 раз в минуту. Вырежьте три эргограммы, обозначьте их и вклейте в протокол. Рассчитайте количество произведенной работы до первых признаков утомления на трех эргограммах (расчет как в опыте б)), сравните результаты, объясните причины различий, внесите данные трех измерений в таблицу 6, сделайте выводы и заключение. Данные по влиянию активного и пассивного отдыха на восстановление мышечной работоспособности.

Таблица 6.

Условия опыта	Груз в кг	Число подъемов	Средняя высота подъема	Суммарная высота подъема	Количество проведен. работы
Первая работа
Вторая работа после пассивного отдыха
Третья работа после активного отдыха

    Заключение:

    Оформление результата работы: в каждый опыт вклейте эргограммы, обозначьте их, сделайте расчеты, объяснения различий, выводы и результаты наблюдений внесите в таблицы.

 

Оглавление