Спр. материал / ВОЗБУДИМЫЕ ТКАНИ / 29. СИЛА И МОЩН МЫШЦЫ
.doc6.1.5. СИЛА МЫШЦЫ, ЕЕ РАБОТА И МОЩНОСТЬ
Степень укорочения (величина сокращения) мышцы зависит от ее морфологических свойств и функционального состояния. В разных мышцах тела соотношение между числом медленных и быстрых мышечных волокон неодинаково и очень сильно отличается у разных людей, в разные периоды жизни.
При старении человека быстрые волокна в мышцах истончаются (гипотрофируются) быстрее, чем медленные волокна, быстрее уменьшается их число. Это связывается со снижением физической активности пожилых людей, с уменьшением физических нагрузок большой интенсивности, при которых требуется активное участие быстрых мышечных волокон.
А. Мышечная сила при прочих равных условиях определяется обычно поперечным сечением мышцы. В некоторых мышцах (например, портняжной) все волокна параллельны длинной оси мышцы — параллельно-волокнистый тип. В других (их большинство) — перистого типа — волокна расположены косо, прикрепляясь с одной стороны к центральному сухожильному тяжу, а с другой — к наружному сухожильному футляру. Поперечное сечение этих мышц существенно различается. Физиологическое поперечное сечение, т.е. сумма поперечных сечений всех волокон, совпадает с геометрическим только в мышцах с продольно расположенными волокнами, у мышц с косым расположением
волокон первое может значительно превосходить второе.
Термины «абсолютная» и «относительная» сила мышцы нередко путаются, так как в них заложена идея, противоположная общепринятой в подобных случаях, поэтому лучше пользоваться терминами «общая» сила мышцы (определяется максимальным напряжением в килограммах, которое она может развить) и «удельная» сила мышцы — отношение общей силы мышцы в килограммах к физиологическому поперечному сечению мышцы [кг/см2].
Чем больше физиологическое поперечное сечение мышцы, тем больше груз, который она в состоянии поднять. По этой причине сила мышцы с косо расположенными волокнами больше силы, развиваемой мышцей той же толщины, но с продольным расположением волокон. Для сравнения силы разных мышц максимальный груз, который они в состоянии поднять, делят на площадь их физиологического поперечного сечения (удельная сила мышцы). Вычисленная таким образом сила (в килограммах на 1 см2) для трехглавой мышцы плеча человека — 16,8, двуглавой мышцы плеча — 11,4, сгибателя плеча — 8,1, икроножной мышцы — 5,9, гладких мышц — 1.
Величина сокращения мышцы при данной силе раздражения зависит от ее функционального состояния. Так, если в результате длительной работы развивается утомление мышцы, то величина ее сокращения снижается. Характерно, что при умеренном растяжении мышцы ее сократительный эффект увеличивается, но при сильном растяжении уменьшается. Справедливость этих закономерностей можно продемонстрировать в опыте с дозированным растяжением мышцы и легко объяснить разным числом актомио-зиновых мостиков, формирующихся при различной степени растяжения мышечного волокна и соответственно перекрытия толстых и тонких нитей (рис. 6.5).
Оказывается, если мышца перерастянута так, что тонкие и толстые нити ее саркоме-ров не перекрываются, то общая сила мышцы равна нулю. По мере приближения к натуральной длине покоя, при которой все головки миозиновых нитей способны контактировать с актиновыми нитями, сила мышечного сокращения вырастает до максимума. Однако при дальнейшем уменьшении длины мышечных волокон из-за «заполза-ния» тонких нитей в соседние саркомеры и уменьшения возможной зоны контакта нитей актина и миозина сила мышцы снова умень-
нов — кишечника, желудка, мочеточников, протоков пищеварительных желез и др. обеспечивают перемещение содержимого этих органов. Тоническое сокращение стенок артерий и артериол поддерживает оптимальный уровень кровяного давления и кровоснабжение органов и тканей.
шается. Подсчитано, что одиночное мышечное волокно способно развить напряжение 100-200 мг.
Б. Работа мышцы измеряется произведением поднятого груза на величину ее укорочения. Зависимость мышечной работы от нагрузки подчиняется закону средних нагрузок. Соотношение между величиной нагрузки и величиной работы мышцы легко выявляется в эксперименте. Если мышца сокращается без нагрузки, ее внешняя работа равна нулю. По мере увеличения груза работа увеличивается, достигая максимума при средних нагрузках. Затем она постепенно уменьшается. Работа становится равной нулю при очень большом грузе, который мышца поднять не способна.
Все сказанное справедливо и для мощности мышцы, измеряемой величиной ее работы в единицу времени. Она также достигает максимального значения при средних нагрузках.