Физиология мышечной деятельности

Ни один акт жизнедеятельности не осуществляется без мышечного сокращения, будь то сокращение сердечной мышцы, стенок кровеносных сосудов или движение глазного яблока. Мышцы — надежный биодвигатель. Их работа — не только простейший рефлекс, но и совокупность сотен сложнейших по координации пространственных перемещений,

У человека более 600 мышц которые можно назвать универсальным тончайшим инструментом. С их помощью человек практически неограниченно подействует на окружающий мир и реализует себя в многообразных видах деятельности. Например, мы не научились бы писать, если бы не были развиты мышцы руки и пальцев, не могли бы мастерить разнообразные предметы. Пальцы музыканта‑виртуоза творят чудеса. Человек способен взметнуть на прямые руки штангу весом 265 кг. Акробаты и гимнасты в одном прыжке успевают прокрутить тройное сальто. Не менее удивительна способность мышц к длительной напряженной работе — выносливости: марафонскую дистанцию (42 км 195 м) сейчас даже женщины пробегают быстрее чем за 2 ч 30 мин.

В форме обратной связи мышцы влияют на тонус и уровень активности центральной нервной системы, которая совершенствовалась в течение сотен тысяч лет вместе с эволюционным усложнением поведенческих реакций.

Возможности мышечной системы огромны. Одна из главных ее особенностей в том, что ее работой можно управлять произвольно, то есть усилием воли. А через мышцы можно воздействовать в конечном итоге на процессы энергообеспечения. Ведь физическая работа совершается за счет внутренних энергетических ресурсов, источником которых служат углеводы, белки к жиры, поступающие с пищей.

Энергия, заключенная в потребляемых продуктах, переходит в результате цикла биохимических реакции во внутреннюю биоэнергию, а затем расходуется, например, на работу мышечной системы, умственную деятельность, а также на образование тепла. Ни на мгновение не прекращаются химические реакции, поддерживающие жизнь клеток нашего организма за счет постоянного потребление анергии.

Мышление, интеллектуальная работа также связаны с движением, только не с непосредственно физическим. В клетках мозга есть движение (на уровне обмена веществ) энергоносителей: возбуждается биоэлектрический «потенциал действия», кровь доставляет к мозгу вещества, богатые энергией, а затем удаляет продукты их распада. «Движение» в клетках мозга представляет собой изменение биоэлектрического потенциала и его поддержание благодаря непрерывно протекающим биохимическим реакциям — реакциям обмена, постоянно требующим доставки «энергосырья». Вот почему для продуктивной интеллектуальной работы так важно усиление кровотока.

В основе существования живых организмов лежит непрерывность обменных процессов — происходит своеобразный круговорот элементов жизнеобеспечения. Поэтому так важна роль мышечной деятельности — естественного фактора, ускоряющего интенсивность обменных процессов.

Что же такое мышечная деятельность и как она влияет на обмен веществ?

Мышца представляет собой жгут из очень тонких продольных волокон — миофибрилл, в состав которых входит сократительный белок актомиозин. Сокращение мышцы происходит за счет электромагнитных сил, заставляющих тонкие и толстые нити двигаться навстречу друг другу так же, как металлический сердечник втягивается в катушку электромагнита. Возбуждение, передаваемое биоэлектрическими импульсами по нервным волокнам со скоростью около 5 м/с, вызывает суммарное укорочение миофибрилл и увеличение поперечного размера мышцы.

Механизм мышечной работы с точки зрения биоэнергетики схематически показан на рис. 1.

Чем больше укорачиваются мышечные волокна и мощнее сокращение, тем выше уровень потребления энергии, заключенной в клетках мышц в вице аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ). АТФ синтезируется в клеточных «энергостанциях» — митохондриях путем расщепления углеводов, жиров и белков, доставляемых кровью через капилляры,

Не менее важна и величина механического сопротивления, преодолеваемого мышцей. Это сопротивление определяет интенсивность нервно‑мышечного импульса, а также обеспечивает равномерное растяжение мышечной ткани (при ее сокращении) от первоначальной длины до конечного размера. Значит, чем выше уровень нервно‑мышечного возбуждения, тем больше расходуется биохимической энергии. Наибольший физиологический КПД достигается, если при движении костных рычагов, преодолевающих внешнее сопротивление, сохраняется одинаковое мышечное напряжение (работа в изотоническом режиме).

Важна также интенсивность мышечной работы, то есть ее количество в единицах времени, и ее длительность, которые обусловлены энергетическими возможностями организма.

Движение — одно из главных условий существования человека в окружающей среде, а возможно оно только за счет деятельности мышечной системы, значит, мышцы надо постоянно тренировать. Физиологическая активность любого организма зависит от его биологической мощности, а она, в свою очередь, от работоспособности мышц, «подчиняющихся» волевому управлению. Образно говоря, здоровье — зеркало нагрузок. Притча о Милоне Кротонском рассказывает о юноше, носившем на своих плечах быка, с ростом которого росла и сила Милона.

Нагрузкой на мышцы можно эффективно регулировать не только энергообмен, но и общий обмен веществ в организме. Это наиболее естественный способ «управления» биопотенциалом, вызывающий положительные изменения во всех органах и системах. А их состояние и определяет уровень нашего здоровья.

Рис. 1. Биоэнергетический механизм мышечной работы

Психика как система управления поведением, в частности сложнейшими движениями скелетных звеньев, тесно связана с телом (соматика), прежде всего с мышцами, которые обладают способностью трансформировать внутренние энергетические ресурсы, содержащиеся в АТФ. Недаром в последние десятилетия сделан акцент на изучение организма с точки зрения психосоматики. Поэтому часто у людей физически не активных, у которых мышцы, в том числе и сердечная, не тренированы и не развиты, нарушаются не только процессы энергообмена, но и работа центральной нервной системы, «ответственной» за нормальное функционирование организма, так как от величины нервно‑мышечного напряжения зависит интенсивность биохимических реакций и в нервных клетках, также постоянно нуждающихся в энергообеспечении. Другими словами, деятельность центральной нервной системы зависит и от работы мышц. Именно поэтому движение, физическая активность позволяют не только сохранять, но и повышать функциональные возможности организма, которые определяют уровень здоровья. Поэтому, если вы регулярно будете заниматься физическими упражнениями, ощутимые результаты скажутся довольно скоро. Что выбрать — решать вам самим. Попробуйте освоить атлетическую гимнастику без снарядов — может быть, это то, что вам нужно?