Стрілочками показано момент дії подразника на м’язове волокно.

Асинхронний тетанус. Асинхронний тетанус представляє вид скорочень, який притаманний скелетним м'язам при їх природній діяльності в умовах цілісного організму.

Кожен скелетний м'яз складається з великої кількості окремих м'язових волокон. При природній діяльності м'язів в умовах цілісного організму частота, з якою до них надходять ПД по аксонах мотонейронов недостатня для того, щоб у кожному окремому волокні м'яза розвивався гладкий тетанус. У той же час м'язи людини здатні до тривалого злитого скорочення. Таке скорочення є наслідком асинхронного (неодночасного) скорочення окремих м'язових волокон м'яза. Кожне волокно скорочується в режимі одиночних скорочень, але в межах м'яза відбувається (додавання) скорочень окремих волокон. У підсумку м'яз скорочується злитно та довготривало. Це і є асинхронний тетанус.

Рухові одиниці

Рухове волокно (це аксон мотонейрона спинного мозку) у мязі розгалужується і іннервує групу м’язових волокон. Ці м’язові волокна скорочуються одночасно під час надходження нервового імпульсу по аксону до м’яза.

Мотонейрон + група м’язових волокон, які він іннервує називається рухова (моторна) одиниця.

Розрізняють:

• швидкі РО;

• повільні РО: вони скорочуються на триваліший час, швидкість скорочення менша, м’язова сила менше. Втома розвивається пізніше.

• змішані тому, що мають швидкі і повільні РО.

Але є м’язи, які складаються переважно:

• із швидких РО, вони називаються швидкі, білі (прямий м’яз ока);

• із повільних РО, вони називаються червоні, повільні ( камбаловидний м’яз гомілки);

М’язові волокна однієї моторної одиниці збуджуються одночасно, синхронно.

М’язові волокна в цілому у м’язі працюють асинхронно, бо різні рухові одиниці, іннервуються різними нейронами, які посилають імпульс з різною частотою. Незважаючи на це сумарне скорочення м’яза в цілому в нормальних умовах має одночасний характер.

М’язи в організмі в спокої не бувають розслабленими, зберігають напругу, що називається тонус. Причиною тонусу є надходження до м’язів із ЦНС(спинного мозку) різних нервових імпульсів.

Основні функції скелетних м’язів:

1. Скорочення, завдяки чому відбувається переміщення тіла в просторі, забезпечується певна поза тіла;

2. Рецепторна функція, бо в м’язах і сухожилках є багато рецепторів: пропріорецептори, хемо-, терморецептори;

3. Мімічні м’язи проявляють емоціональний стан людини;

4. М’язи є депо води і солей, тому приймають участь в регуляції водно – сольового обміну в організмі;

5. В м’язах утворюється теплова енергія, тому приймають участь в терморегуляції;

6. В м’язовій тканині відбувається синтез глікогена, АТФ.

Сила і робота м 'язів. М'язова втома

Скорочуючись, м'язи виконують певну роботу навіть у тому випадку, коли людина знаходиться у спокої. В цих умовах м'язи діють на суглоби нашого тіла, підтримуючи певне положення.

Види роботи

Розрізняють динамічну та статистичну роботу. Для обчислення динамічної роботи величину піднятого м'язом вантажу множать на висоту підйому. При виконанні цієї роботи необхідно враховувати правило середніх навантажень: максимальна робота буває лише при середніх навантаженнях, а при незначних навантаженнях і при надмірних величинах робота зменшується.

Робота, при якій м'язи скорочуються, не змінюючи своєї довжини, а лише збільшуючи напругу (ізометричну), називається статичною. Наприклад, утримання вантажу в певному положенні. Ця робота визначається множенням піднятої ваги на час її утримання.

Сила м’язів

Робота, яка виконується м'язом, залежить від його сили. Розрізняють максимальну та абсолютну силу.

Максимальну силу визначають максимальним вантажем, який здатен підняти м'яз. Ця сила знаходиться в прямо пропорційній залежності від поперечного перерізу м'яза. Але фізіологічний поперечний переріз (сума поперечних перерізів усіх м'язових волокон) співпадає з геометричним лише в м'язах з поздовжнім ходом волокон, а в м'язів із косим розтушуванням волокон сума поперечних перерізів кожного волокна може значно перевищувати геометричний поперечний переріз. Тому м'язи с косо розташованими волокнами сильніші за м'язи з повздовжніми волокнами.

Для порівняння сили м'язів вираховують абсолютну силу — відношення максимальної сили до площі фізіологічного перерізу. Наприклад , абсолютна сила литкового м'яза - 5,9 кг\см жувального 10 кг\см , триголового м'яза плеча - 16,8кг\см².

Втома м’язів

Тимчасове зниження працездатності в результаті роботи називають втомою. Для пояснення механізмів розвитку втоми було висунуто декілька теорій. За теорією «виснаження», втома розвивається внаслідок втрати м'язом енергетичних запасів - глікогену, АТФ, креатинофосфату, які потрібні для його скорочення. Теорія «засмічення» базується на тому, що в процесі роботи у м’язі накопичуються продукти метаболізму (фосфорна, молочна кислота), які знижують його працездатність. Теорія «удушення» пояснюється розвиток втоми внаслідок гіпоксії (зменшення кисню), яка виникає в процесі роботи.

В цілому організмі втома залежить не лише від процесів, що проходять у м'язах, але й від процесів в нервовій системі, яка регулює м'язову активність.

Дослідженнями І.М.Сєченова, І.П.Павлова, М.Є.Введенського і О.О.Ухтомського було доведено, що в тривалому збереженні працездатності і розвитку втоми головну роль відіграє центральна нервова система.

М.Є.Введенський спостерігав у досліді втому м'яза при подразненні одного з відцентрових нервів. Після цього наносили подразнення іншому відцентровому нерву. На це подразнення м'яз відповідав скороченням з попередньою силою. Очевидно, що втома настає спочатку не в м'язі, а в центральній нервовій системі (периферичні нерви практично невтомні).

Вплив вегетативної нервової системи (симпатичних нервів) на роботу м'язів було показано на класичному досліді Орбелі і Гінецинським. Експеримент проводився на нервово-м'язовому препараті жаби. Електричним струмом подразнювали спочатку руховий нерв литкового м'яза; при цьому м'яз скорочувався до того часу, поки не наставала втома. Після цього подразнювали симпатичний нерв, що іннервував цей мяз, і спостерігали відновлення його працездатності. Таким чином, зробили висновок, що симпатичний відділ вегетативної нервової системи відіграє трофічну роль і збільшує інтенсивність обмінних процесів у м'язі, що призводить до підвищення його працездатності.

Без сумніву, кора великих півкуль має вплив на працездатність і розвиток втоми. В експерименті, коли досліджуваному, який виконував значну роботу, навіювалось, що він виконує легку роботу, затрата енергії зменшувалась, а інтенсивність роботи не знижувалась, і втома наставала пізніше. Поширена думка, що найкращим засобом відновлення працездатності є цілковитий спокій. Але дослідження І.М. Сєченова довели, що працездатність відновлюється швидше при активному відпочинку, тобто зміні одного виду діяльності іншим.