Робота і стомлення м'язів

Під час скорочення м'яз виконує роботу, значення її залежить від сили м`яза.

Сила м'яза.

Сила м`яза залежить від 3-х складових:

1. складу міофібрил у м`язі (Товсті міофібрили розвивають більшу силу, ніж тонкі, що зумовлено більшою кількістю міофіламентів),

2. кількості одночасно працюючих волокон (від 3 до 80 %),

3. довжини, яку м`яз має на початку роботи (попередньо розтягнутий м'яз скорочується сильніше).

Регуляція ступеня напруження м'яза здійснюється двома шляхами:

• залученням більшої кількості м'язових волокон у процес скорочення і

• зміною частоти скорочень м'яза.

Максимальною вважають силу, яку розвиває м'яз під час скорочення, коли він ледве зрушує з місця максимальний вантаж. Наприклад, коли людина на щось натискає або тягне занадто важкий тягар.

Для визначення абсолютної сили м’яза його максимальну силу треба поділити на площу фізіологічного перерізу.

Робота м'яза.

Під час будь-якого ско­рочення м'яз виконує внутрішню робо­ту, пов'язану з процесами, які відбува­ються у м'язовому волокні:

• рух йонів під час збудження,

• скорочення і після нього,

• тертя,

• втрати енергії у процесі ресинтезу АТФ тощо.

Кількісно цю роботу визнача­ють за інтенсивністю споживання кисню.

Зовнішня (механічна) робота викону­ється лише під час переміщення будь-яко­го вантажу, тіла або його частин у просто­рі.

Механічна робота м'яза (А) вимірю­ється добутком ваги піднятого вантажу (Р) на вкорочення м'яза (І), тобто А = Р ■ І.

Проте м'яз має таку цікаву властивість — при поступовому збільшенні вантажу його вкорочення при тому самому подразненні спочатку зростає, а потім поступово змен­шується і за певних значень важкого ван­тажу дорівнює нулю .

Звідси випливає, що у кожного м'яза максималь­на робота можлива лише при певних се­редніх навантаженнях - це є закон серед­ніх навантажень, який випливає із залеж­ності сили скорочення м'яза від його дов­жини.

Відношення зовнішньої роботи м'яза до його внутрішньої роботи називається кое­фіцієнтом корисної дії (ККД).

Його зна­чення залежить від навантаження і коли­вається в межах 30-50 %, що можна по­рівняти з ККД дизельного двигуна (37-41 %).

Треновані м'язи працюють набагато економніше, ніж нетреновані, крім того, внаслідок тренування м `язи стають сильніши­ми і витривалішими.

Крім того, зовнішню роботу можна поділити на :

• статичну,

• динамічну.

Статична робота – це робота, яка спрямована на утримання певного положення.

Динамічна робота – це робота на переміщення.

Динамічна робота = вага вантажа х на висоту підйому

Статична роботуа = вага вантажу х на час утримання.

Під час тривалої м'язової роботи відбу­вається головним чином аеробний ресинтез АТФ за рахунок оксидного фосфорилування.

Під час виконання спортивних вправ, які потребують витривалості, швидкість розщеплення АТФ значно зростає порів­няно зі станом спокою. При цьому мусить збільшуватися кровоток. Внаслідок місце­вого розширення кровоносних судин швид­кість кровотоку в м'язі зростає до 20 разів (робоча гіперемія), хвилинний об'єм крові, частота скорочень серця і дихання збільшу­ються у 2-3 рази.

Перед закінченням тривалої виснажли­вої роботи можливий так званий фінішний ривок, зумовлений розщепленням додатко­вої кількості глікогену анаеробним шля­хом за допомогою гліколізу. Під час цієї реакції утворення АТФ відбувається у 2-3 рази швидше, що відповідно забезпечує зростання у 2—3 рази механічної роботи Щоправда, через обмеженість резервів анаеробної енергії граничний час для такої посиленої роботи не перевищує ЗО с.

В умовах інтенсивної м'язової роботи, коли сила скорочення м'язів перевищує 40 % максимальної, внаслідок часткового перетискання кровоносних судин у м'язах відбувається погіршення їхнього крово­постачання і зменшення надходження кис­ню. При цьому робота забезпечується за рахунок анаеробного розщеплення креа­тинфосфату і глікогену, в організмі нако­пичується велика кількість недоокиснених речовин, зокрема молочної кислоти виникає киснева заборгованість. Такий борг ліквідується після роботи в резуль­таті саморегуляторного розширення кро­воносних судин у м'язах, що працювали, — реактивна гіперемія.

Відомо, що фізичні вправи сприяють фізіологічній гіпертрофії м'язів, яка може бути саркоплазматичною або фібрилярною.

Саркоплазматичний тип гіпер­трофії м'язів — у м'язах збільшується об'єм саркоплазматичного матриксу і по­живних речовин, зростають резерви гліко­гену, збільшується кількість капілярів. Проте це мало впливає на силу м'язів, хоча й підвищує їхню витривалість.

Міофібрилярному типу гіпертрофії м'язів властиве збільшення об'єму міофіб­рил, оскільки в них стає більше скоротли­вих міофіламентів. І хоча в цьому разі фі­зіологічний і анатомічний діаметри м'язів зростають мало, проте м'язова сила значно збільшується. Саме такий тип гіпертрофії властивий, імовірно, м'язам диких тварин, які мають значну силу м'язів при їх неве­ликих розмірах.

Робоча гіпертрофія м'язів може бути зумовлена зростанням як вмісту саркоплаз­матичного матриксу, так і кількості міофі­брил, а отже, збільшенням діаметра волок­на. Це насамперед виникає під час статич­ної роботи (силове навантаження без рухів).

Останнім часом набув популярності куль­туризм — нарощування м'язової маси шляхом тривалого (найчастіше статичного) напруження мязів. Надмірне нарощування м`язів може мати несприятливі наслідки ( параліч), оскільки у гіпертрофованій м’язовій тканині стискаються кровоносні судини.