ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ
Скелетные мышцы
Работа и мощность мышцы
Поскольку основной задачей скелетной мускулатуры является
совершение мышечной работы, в экспериментальной и клинической физиологии оценивают
величину работы, которую совершает мышца, и мощность, развиваемую ею при
работе.
Согласно законам физики, работа есть энергия,
затрачиваемая на перемещение тела с определенной силой на определенное
расстояние: А = FS. Если сокращение мышцы совершается без нагрузки (в
изотоническом режиме), то механическая работа равна нулю. Если при
максимальной нагрузке не происходит укорочения мышцы (изометрический режим),
то работа также равна нулю. В этом случае химическая энергия полностью
переходит в тепловую.
Согласно закону средних нагрузок, мышца может совершать
максимальную работу при нагрузках средней величины.
При сокращении скелетной мускулатуры в естественных
условиях преимущественно в режиме изометрического сокращения, например при
фиксированной позе, говорят о статической работе, при совершении движений —
о динамической.
Сила сокращения и работа, совершаемая мышцей в единицу времени
(мощность), не остаются постоянными при статической и динамической работе. В
результате продолжительной деятельности работоспособность скелетной
мускулатуры понижается. Это явление называется утомлением. При этом
снижается сила сокращений, увеличиваются латентный период сокращения и период
расслабления.
Статический режим работы более утомителен, чем
динамический. Утомление изолированной скелетной мышцы обусловлено прежде
всего тем, что в процессе совершения работы в мышечных волокнах накапливаются
продукты процессов окисления — молочная и пировиноградная кислоты, которые
снижают возможность генерирования ПД. Кроме того, нарушаются процессы ресинтеза
АТФ и креатинфосфата, необходимых для энергообеспечения мышечного сокращения.
В естественных условиях мышечное утомление при статической работе в основном
определяется неадекватным регионарным кровотоком. Если сила сокращения в
изометрическом режиме составляет более 15% от максимально возможной, то
возникает кислородное «голодание» и мышечное утомление прогрессивно
нарастает.
В реальных условиях необходимо учитывать состояние ЦНС —
снижение силы сокращений сопровождается уменьшением частоты импульсации
нейронов, обусловленное как их прямым угнетением, так и механизмами
центрального торможения. Еще в 1903 г. И. М. Сеченов показал, что
восстановление работоспособности утомленных мышц одной руки значительно
ускоряется при совершении работы другой рукой в период отдыха первой. В
отличие от простого отдыха такой отдых называют активным.
Работоспособность скелетной мускулатуры и скорость
развития утомления зависят от уровня умственной деятельности: высокий
уровень умственного напряжения уменьшает мышечную выносливость.
|