Режимы работы мышцы

Механическая работа, совершаемая мышцей, измеряется произведением поднимаемого веса (Р) на расстояние (h) A=P * h (кгм). Было показано, что чем больше величина груза, поднимаемого изолированной мышцей лягушки, тем меньше высота.

Различают три режима работы мышцы:

· Изотонический режим постоянного тонуса мышцы – наблюдается при отсутствии нагрузки на мышцу, когда мышца закреплена с одного конца и свободно сокращается (изолированная мышца лягушки при электрическом или механическом раздражении). Напряжение в мышце при этом не изменяется, P=0, работа равна 0. В таком режиме у человека работает только мышца языка.

· Изометрический режим – длина постоянна, мышца закреплена с обоих концов или когда она не может поднять слишком большой груз. При этом h=0 и работа =0. Этот режим наблюдается при сохранении заданной позы и при выполнении статической работы. В мышце происходит возникновение и разрушение мостиков между актином и миозином, тратится энергия на эти процессы, но нити актина не перемещаются вдоль миозина.

· Ауксотонический режим – смешанный, характеризуется изменением длины и тонуса мышцы, при сокращении мышцы перемещается груз и совершается механическая работа. Режим наблюдается при динамической работе мышц даже при отсутствии внешнего груза, так как мышцы преодолевают силу тяжести, действующую на тело человека.

При одиночном сокращении мышцы лавинообразно возрастает теплопродукция за счет активации обменных процессов в отдельных мышечных волокнах. Интенсивность обменных процессов при сокращениях может возрастать в 1000 раз по сравнению с покоем. Не вся энергия мышечного сокращения направляется на выполнение механической работы. Значительная ее часть рассеивается в виде тепла. Коэффициент полезного действия мышечной работы (КПД) - это отношение величины внешней механической работы к общему количеству выделенной в виде тепла энергии. Во время мышечной работы показатели КПД составляют 15-30 % в зависимости от характера работы (интенсивность, срочность, факторы внешней среды и т. п.), соотношения динамического и статистического напряжения, набора мышечных групп, регулирующих двигательную задачу.

Изучение работы мышцы с разными нагрузками и в разном темпе позволило вывести закон средних нагрузок и среднего темпа движений: максимальную механическую работу мышца совершает при средних нагрузках и среднем темпе движений.

Изучение работы мышц производят с помощью методов:

· Велоэргометрии;

· Эргографии, когда регистрируется амплитуда подъема различных грузов, подвешенных через блок и вычисляется величина работы как произведение груза на амплитуду (высоту) его подъема.

В 1905 году И.М. Сеченов описал явление активного отдыха. Оказалось, что пассивный отдых правой руки после ее утомления дает меньшее увеличение ее работоспособности, чем во время ее отдыха и при одновременной работе левой руки.