Сокращение скелетных мышц в естественных условиях
В естественных условиях целого организма сокращение скелетных мышц происходит под действием импульсов, которые поступают к мышцам от мотонейронов спинного мозга по двигательным нервным волокнам. Функциональной единицей скелетных мышц является нейро-моторная (двигательная) единица. В состав нейро-моторной единицы входят: мотонейрон, аксон мотонейрона и все мышечные волокна, которые иннервируются этим аксоном. Двигательная единица подчиняется закону «все или ничего». Один мотонейрон может иннервировать от 2-х мышечных волокон до 2000 мышечных волокон. Например, мышцы пальцев рук в составе двигательной единицы содержат 5-10 мышечных волокон (быстрые и точные движения), а широкая мышца спины, икроножная мышца – несколько сотен мышечных волокон, иннервируемых одним мотонейроном (поддержание позы). Классификация двигательных единиц: (1) тонические (длительное, непрерывное сокращение) и (2) фазные (сокращаются со сменой фаз: после сокращения обязательно следует расслабление). Фазные двигательные единицы делятся на две группы: (а) быстрые фазные («белые», с преобладанием процессов анаэробного гликолиза; развивают большую силу сокращения, но быстро утомляются) и (б) медленные фазные («красные», с преобладанием процессов окисления; длительно сокращаются без утомления – у человека выполняют тоническую функцию).
Тонус скелетных мышц – это постоянное сокращение скелетных мышц, которое поддерживается непрерывной импульсацией, поступающей от мотонейронов спинного мозга (нейрогенный тонус). Частота импульсов сравнительно низкая (7-10 имп/сек), однако тоническое сокращение скелетных мышц напоминает гладкий тетанус, потому что оно развивается за счет несинхронного сокращения большого количества двигательных единиц, каждая из которых сокращается в режиме одиночных сокращений.
Таким образом, в естественных условиях целого организма существует два механизма формирования гладкого тетануса: (1) синхронное сокращение большого количества двигательных единиц за счет высокой частоты нервных импульсов (очень редко, в состоянии эмоционального аффекта) и (2) асинхронное сокращение большого количества двигательных единиц за счет низкой частоты нервных импульсов (постоянный тонус скелетных мышц).
Типы мышечных сокращений: изометрическое сокращение (постоянная длина мышечных волокон, увеличивается напряжение мышцы) и изотоническое сокращение (укорочение мышечных волокон при постоянном напряжении их).
Сила мышц определяется максимальной массой груза, которую мышца может сдвинуть с места. Удельная сила мышцы – сила мышцы на единицу площади физиолгического поперечного сечения (кг/см2).
Работа мышц рассчитывается как произведение массы груза на степень укорочения мышцы. Правило средних нагрузок: максимальную работу мышца совершает при средних нагрузках. Именно средние нагрузки необходимо рекомендовать для тренировок как здоровых людей, так и больных (лечебная физкультура). Чтобы определить величину средней нагрузки надо максимальную массу груза, которую мышцы могут сдвинуть с места, разделить на 2.