Анатомический характер бега на длинные дистанции

В результате раньше начинается вторая, положительная полуволна динамограммы, показывающая, как изменяется во времени  сила, продвигающая тело бегуна или  ходока вперед. Ее величина у высококвалифицированных  бегунов достигает 500—600 Н. Значительно  больше амплитуда вертикальной составляющей динамограммы. При беге она достигает  у мастеров спорта 2800 Н, а у новичков 1300 Н. При ходьбе амплитуда вертикальной составляющей в среднем достигает 1000 Н. На величину силы действия на опору влияют свойства дорожки и материал, из которого изготовлена обувь. Разница в величине вертикальной составляющей опорной реакции при ходьбе в обуви с жесткой кожаной подошвой и подошвой из микропористой резины достигает 350 Н. Мягкое покрытие дорожки и обувь с амортизаторами делают технику ходьбы и бега более соответствующей критерию комфортабельности. Тем самым уменьшается давление на суставы и межпозвоночные диски. Эти перегрузки вреднее, чем принято думать. И не случайно те, кто бегает трусцой по асфальту и в жесткой обуви, часто жалуются на боли в пояснице и суставах.

Если  при ходьбе самое низкое положение ОЦТ тела и максимум опорного давления приходятся на фазу двойной опоры, то в беге – на фазу переноса одной ноги мимо другой, а при широко разведенных вперед и назад ногах ОЦТ тела занимает наивысшее положение, а опорное давление равно нулю.

Движения  тела в беге начитаются с выведения  вертикали ОЦТ  тела за передний край площади опоры, в результате чего тело принимает положение начинающегося  падения. С увеличением сопротивления  эта внешняя сила вместе с силой  тяжести, действуя под углом, образуют равнодействующую, проходящую в области площади опоры.

Чтобы сохранить равновесие, бегун выносит ногу вперед. Если этого не сделать -  произойдет падение. Так как отталкивание  задней ногой выполняется очень резко, тело отделяется от земли,  далее следует фаза полета, которая соответствует фазе двойной опоры в ходьбе. Затем происходит приземление на «переднюю» ногу, после чего весь цикл движений повторяется.    Во время продвижения центр тяжести должен быть сдвинут в сторону противоположной ноги. Сила уменьшается, а движение максимизируется. В конце вес полностью перенесен на противоположную ногу. При ходьбе центр тяжести сдвигается через опорную ногу, а при беге ноги передвигаются ниже центра тяжести, поэтому его переноса не происходит.

3. Характеристика работы мышц

Топография работающих мышц у бегуна ясна из следующего рисунка. Нагрузка при беге ложится в основном на те же мышцы, что и при ходьбе. Однако неодинакова межмышечная координация (последовательность включения и выключения мышц). И кроме того, степень напряжения мышц при беге существенно больше.

1 — большая ягодичная  м.; 2 — прямая м. бедра; 3 — латеральная  широкая м. бедра? 4 — двуглавая  м. бедра; 5 — передняя большеберцовая  м.; 6 — икроножная м.; 7 — камбаловидная  м.; одинарная косая штриховка  — уступающая работа; двойная  косая штриховка — преодолевающая  работа

Вся работа мышц при беге более интенсивна. Сильное сокращение бедренных головок  четырехглавой мышцы бедра препятствует во время приземления сгибанию бедра  в коленном суставе. В начале периода  полета сокращаются мышцы - сгибатели  бедра: прямая мышца бедра, портняжная и напрягатель широкой фасции. В переносе ноги вперед принимает большое участие, подвздошно-поясничная мышца. Голень свободной ноги перемещается мимо опорной ноги в согнутом состоянии. Стопа свободной ноги несколько разогнута.

Большую роль в беге играют мышцы – разгибатели  тазобедренного сустава, в первую очередь  большая ягодичная мышца. В момент толчка, как и во время заднего  шага свободной ноги (четвертая фаза), эта мышца находится в сокращенном  состоянии, в то время как на другой ноге (шестая фаза) она растянута. Таким  образом, при беге работают те же мышечные  группы, что и при ходьбе, но их работа является гораздо более напряженной. Если в ходьбе самое низкое положение  ОЦТ тела и максимум  опорного давления приходится  на фазу двойной  опоры, то в беге - на фазу переноса одной  ноги мимо другой, а при широко разведенных  вперед и назад ногах ОЦТ тела занимает наивысшее положение, а  опорное давление равно нулю.

Шок происходит после удара  пятки о землю. Реактивные силы земли переносятся в пятку как шок. Этот шоковый удар обычно абсорбируется и рассеивается нормальным движением ноги. Но когда движение некоторых суставов нижней конечности ограничено, тогда через ногу в корпус тела передается шоковый удар повышенной степени. Одна из главных функций подтаранного сустава – абсорбировать шок при пяточном контакте. Подтаранный сустав быстро пронирует, чтобы непосредственно абсорбировать шок. Дополнительный шок абсорбируется сгибом колена. Но колено не может сгибаться быстро, если только большеберцовая кость не будет вращаться внутри быстрее и дальше, чем бедренная кость. Пронация подтаранного сустава позволяет большеберцовой кости вращаться быстрее и дальше, чем бедренной, освобождая колено, чтобы оно могло сгибаться и участвовать в абсорбции шока. У бегуна с большим шагом и большой скоростью дополнительные реактивные силы земли переносятся через пятку, когда она касается земли. Подтаранный сустав будет больше пронировать, увеличивая способность ноги абсорбировать дополнительный шок. Таким образом, адекватная абсорбция шока не может иметь место при контакте пятки, пока подтаранный сустав не пронирует. 
 
     Плюс к этому на мышечную функцию также влияет действие подтаранного сустава. Когда движение подтаранного сустава ограничено, может иметь место так называемый "эффект зыби" аномальной мышечной функции. Это усложнит сгибаемость колена и создаст больший шок на колено и нижнюю часть ноги. Задача задней большеберцовой мышцы при контакте пятки – замедлить пронацию подтаранного сустава. Однако, когда ступня и подтаранный сустав полностью пронированы, задний большеберцовый мускул будет сжиматься проксимально, а не дистально. Колено останется разогнутым, его способность к абсорбции шока ограничится. При беге колено сгибается до 35 – 40 градусов при контакте, а при ходьбе – только до 15. 
Пронация подтаранного сустава длится дольше в цикле бега, и переход ноги в супинацию происходит позже, примерно на 70 % фазы опоры. Если нога демонстрирует аномальную пронацию подтаранного сустава, развивается патологический шок. Бегун испытывает увеличенный шок в конечности, который поднимается вверх и через таз воздействует на позвоночник. Этого можно избежать, если уменьшить шаг и ступать более плоской стопой. 

4. Состояние регуляторных и обеспечивающих систем

Во  время и после бега активизируется процесс кроветворения – образуется «молодая», здоровая кровь.

Активизируется  дыхание, стимулируется поглощение организмом свободных электронов из воздуха. Этот процесс происходит в  лёгких за счёт активизации газообмена и через кожу. Увеличение количества свободных электронов повышает работоспособность (физическую и умственную) и стимулирует  все функции и системы человека.

Во  время бега активизируется выработка  организмом углекислоты, что очень  благотворно сказывается на всех биохимических процессах, происходящих в клетках. В частности в тканях увеличивается количество кислорода, что активизирует обмен веществ  в организме.

Во  время бега средней продолжительности (30–60 минут) в организме активизируется распад клеток, что, в свою очередь, после беговой тренировки стимулирует  синтез новых молодых и здоровых клеток. В первую очередь разрушаются  старые больные клетки, а на их место  синтезируются новые. С помощью  бега происходит омоложение и обновление всего организма.

В организме взрослого человека находится  примерно 35 литров жидкости (5 литров крови, 2 литра лимфы и 28 литров внутриклеточной  жидкости). При малоподвижном образе жизни вся эта жидкость застаивается, как вода в болоте. Во время бега жидкость начинает активно циркулировать, устраняя застойные зоны в организме.

Снабжение клеток питательными элементами и кислородом происходит по такой схеме. На первом этапе необходимые вещества с  помощью диффузии через стенки капилляров перемещаются из крови в межклеточную жидкость. На втором этапе происходит перенос кислорода и питательных  элементов из межклеточной жидкости через мембрану внутрь клетки. На третьем  этапе происходит распределение  питательных элементов и кислорода  внутри клетки. Точно так же, но в  обратном порядке, происходит вывод  из клеток продуктов жизнедеятельности. Во время и после бега все эти  процессы происходят с большой скоростью, что увеличивает жизненные силы организма и активизирует самооздоровление. Клеточки организма избавляются  во время бега от продуктов собственной  жизнедеятельности, что исключает  вариант самоотравления.

Каждое  мгновение в организме человека отмирают миллионы клеток. Чтобы всё  это самостоятельно утилизировать, необходима неинтенсивная нагрузка средней продолжительности. Лучше  всего для этого подходит медленный  бег. В противном случае мёртвые  клетки организма начинают разлагаться  с образованием ядов, которые с  током крови разносятся по всему  организму, вызывая отравление и, например, такое состояние, как хроническая  усталость.

Во  время бега активизируется работа гипофиза, который вырабатывает особые гормоны  – эндорфины. Эндорфины вызывают естественное ощущение счастья, блаженства, оказывая противоболевой эффект. Это действие наблюдается примерно ещё 1 час после завершения бега.

Организм  будет здоровым только при условии  активного движения всей жидкости (кровь, лимфа, внутриклеточная жидкость) внутри организма. Запустить и поддерживать на должном уровне круговорот жидкости в органах и тканях проще и  эффективнее всего с помощью  регулярного бега.

Сердечнососудистая система первой получает оздоровительный импульс при занятиях бегом. Как утверждают специалисты, сердце и сосуды очень положительно реагируют именно на неторопливые нагрузки средней (30–60 минут) продолжительности. Занятия на силовых тренажёрах или со штангой (гантелями) хорошо развивают скелетную мускулатуру, при этом абсолютно не стимулируя развития сердечной мышцы и сосудов. В отличие от этого бег считается одним из лучших способов восстановления и поддержания сердечно-сосудистой системы на должном уровне.

Такое положительное воздействие объясняется  несколькими причинами.

1. Периодическое напряжение и расслабление  мышц ног. Для сердечно-сосудистой  системы очень важно во время  тренировки именно чередование  напряжения и отдыха мышц ног.  Например, занимаясь со штангой  (приседания, выпады), человек не  получает и десятой части того  оздоровительного эффекта для  кровеносных сосудов, который  можно получить во время пробежки. Это происходит потому, что при  обычной тренировке мышцы сначала испытывают сильное напряжение (выполняется приседание со штангой), а затем отдых. Такой режим тренировки часто приводит к застойным процессам в ногах с возможностью появления варикозного расширения вен. В отличие от этого во время бега происходит мягкая, естественная нагрузка на мышцы ног.

2. Во время бега тело человека  выполняет периодические колебательные  движения вверх-вниз. При движении  вверх преодолевается земное  притяжение, и так многие сотни  раз за время тренировки. Такое  колебательное движение очень  положительно сказывается на  всей жидкости (лимфа, кровь, внутриклеточная  жидкость) организма, вызывая колебательные  движения в самых мелких сосудах.

3. Во время бега дыхание становится  глубоким и частым, что приводит  к активному движению диафрагмы  вверх-вниз, что само по себе  является отличным массажем всех  органов брюшной полости. Такой  массаж активизирует кровообращение  в этих органах со всеми  вытекающими отсюда положительными  последствиями. Активное движение  диафрагмы способствует оттоку  венозной крови от ног вверх  к сердцу.

Теперь  подробнее о положительных процессах, происходящих в сердечно-сосудистой системе во время бега.

1. Во время бега с постоянной  периодичностью сокращается практически  вся скелетная мускулатура. Сокращаясь, мышцы сдавливают кровеносные  сосуды, повышая их эластичность.

2. Поднимаясь по венам ног, кровь  движется против земного притяжения, и силы одних сердечных сокращений  недостаточно, чтобы прокачивать  кровь по всему большому кругу  кровообращения. Кровь в ногах  застаивается, увеличивая давление  на стенки вен, которые расширяются,  приводя к излишней усталости,  отёчности и варикозному расширению  вен. Помочь сердцу и уменьшить  риск возникновения вышеперечисленных  проблем можно с помощью бега. Сокращаясь, мышцы ног сдавливают  вены, проталкивая кровь вверх,  активно работающая диафрагма  выступает в роли насоса, создавая  разрежение в брюшной полости  и вытягивая венозную кровь  из ног.

3. Большинство капилляров в теле  человека расположены вертикально,  по этой причине кровь по  ним движется с минимальной  скоростью. Когда человек находится  в покое или ведёт постоянно  малоподвижный образ жизни, большинство  капилляров в организме бездействуют, образуя застойные зоны практически  во всех внутренних органах.  Если быть точнее, в спокойном  состоянии на 1 квадратный миллиметр  поперечного сечения мышцы активно  действуют примерно 30–80 капилляров. В этих зонах в первую очередь  и развиваются патологические  процессы. Во время бега человек  постоянно преодолевает земное  притяжение, и за счёт этого  кровь в капиллярах тоже раскачивается  вверх-вниз. При этом кровь начинает  активно циркулировать и по  ранее незадействованным капиллярам. Во время бега число используемых  капилляров уже достигает 2500 на 1 квадратный миллиметр мышц. Активное  использование капиллярной системы  положительно сказывается как  на всём организме, так и  на сердечно-сосудистой системе.

4. При регулярных занятиях бегом  тренируется одна из важнейших  мышц организма – сердце. Сердечная  мышца развивается только при  длительных нагрузках (велосипед,  плавание, гребной тренажёр), во время  обычных силовых тренировок она  не тренируется. Благодаря регулярным  занятиям бегом уменьшается количество  сердечных сокращений, сердце начинает  работать в более экономном  режиме. В итоге человеку намного  проще контролировать свои эмоции, и стресс уже не приводит  к резкому повышению частоты  сердечных сокращений и повышенному  давлению. Человек становится более  спокойным, уменьшается риск появления  инсультов и инфарктов.