Режимы работы мышц

Режим работы мышцы определяется изменением либо ее длины, либо ее напряжения, либо того и другого одновременно.

Возбудимость мышцы проявляется в изменении как ее напряжения, так и механических свойств — упругости, вязкости и др. В результате возбуждения химическая энергия в мышце превращается в механи­ческую. Возбужденная мышца при той же нагрузке и напряжении имеет мень­шую длину — не меняя своего напря­жения, она сокращается.

Мышца не возбуждена Мышца не возбуждена

Рис. 9. Работа мышцы:

а — проявление возбуждения: режи­мы — изотонический (1—2), изомет­рический (1—3), ауксотонический (1—4); б — проявление вязкости мышцы (орг.)

Свойство сократимости удобно разо­брать на графиках «длина — напряже­ние» невозбужденной и максимально возбужденной мышц (рис. 9, а). Вся кривая, относящаяся к максимально возбужденной мышце, расположена вы­ше, чем кривая покоющейся.

Следовательно, при равной ве­личине напряжения длина возбужденной мышцы меньше.

Кривые, полученные при разных степенях возбуждения мышц, занимают промежуточное положение между упо­мянутыми крайними случаями. Можно этот же график разобрать иначе: точки кривой максимально возбужденной мыш­цы расположены правее (например, точ­ки1и 3) точек графика покоющейся мышцы, имеющей ту же длину.

Значит, при одной и той же длине мышца, будучи воз­бужденной, напряжена боль­ше, чем в состоянии покоя.

Если в подготовительном движении (например, замах, подседание) мышца перед сокращением растягивается, то она тормозит движение; кинетическая энергия тормозимого звена переходит в потенциальную энергию упругой деформации мышцы. Теперь растянутая мышца напря­жена; в ней накоплена потенциальная энергия упругой деформации. С началом активного движения при возбуждении мышцы в ней обра­зуется механическая энергия напряжения, освобождаемая при биохи­мической реакции.

Вся биопотенциальная энергия мышцы состоит из превра­щенной биохимической и упругой механиче­ской.

Преобразование всей биопотенциальной энергии мышцы в механи­ческую (кинетическую) по-разному проявляется в различных условиях работы мышцы. Линия перехода па графике от точки 1 к точке 2 изоб­ражает сокращение мышцы в изотоническом режиме (без изменения напряжения — см. рис. 9, а). В реальных движениях в живом орга­низме такой режим вряд ли может встретиться. При движениях изме­няются моменты сил мышечной тяги, а также других сил, поскольку изменяются углы их приложения, а у мышц — и их длина. Сохра­нять величину напряжения мышцы в этих условиях практически не­возможно, да это и не нужно.

Линия перехода на графике от точки 1 к точке 3 изображает увели­чение напряжения мышцы при ее работе в изометрическом режиме. Например, при непреодолимых препятствиях длина мышцы не изме­няется, однако напряжение ее вследствие возбуждения увеличивается. Это случай «статической работы» мышц при сохранении положения тела (см. гл. VI).

Для работы мышц человека при движениях обычен так называемый ауксотонический режим 1 (например, линия перехода на графиках от точки 1 к точке 4), связанный с изменением и длины, и напряжения мышцы. Этот режим правильнее было бы называть «ауксоническим», учитывая, что изменяется не только напряжение, но и длина мышцы.

На графиках реальных движений все рассмотренные переходы про­исходят не по прямым линиям, так как вязкость замедляет деформа­цию. На рис. 9, б представлены петли гистерезиса при возбуждении ранее нагруженной мышцы (/— 2), при дополнительной нагрузке воз­бужденной мышцы {2—3) и после снятия возбуждения при ее разгрузке {4—I}. Заштрихованные участки соответствуют потерям энергии на преодоление вязкости. Считают, что вязкость мышц увели­чивается при быстрых движениях и при зна­чительном возбуждении, т. е. как раз в условиях сорев­новательной борьбы спортсмена. Однако разогревание мышц при разминке снижает вязкость, уменьшает торможение при сокращении и растягивании мышц. Следовательно, на соревнованиях и тренировках важно для снижения вязкости сохранять в разогретых мышцах тепло.