3. Режимы работы мышцы

Механическая работа (А), совершаемая мышцей, измеряется произ­ведением поднимаемого веса (Р) на расстояние (h): А = Р · h, кгм. При ре­гистрации работы изолированной мышцы лягушки видно, что чем больше величина груза, тем меньше высота, на которую его поднимает мышца.

Различают 3 режима работы мышцы:

• изотонический;

• изометрический;

• ауксотонический.

Изотонический режим (режим постоянного тонуса мышцы) наблю­дается при отсутствии нагрузки на мышцу, когда мышца закреплена с од­ного конца и свободно сокращается. Напряжение в ней при этом не из­меняется. Т.е. это такое сокращение мышцы, при котором ее волокна укорачиваются, но напряжение остается постоянным. Это происходит при раздражении изолированной мышцы лягушки, закрепленной одним кон­цом на штативе. Т.к. при этих условиях Р = 0, то механическая работа мышцы также равна нулю (А = 0). В таком режиме работает в организме человека только одна мышца - мышца языка. (В современной литера­туре также встречается термин изотонический режим по отношению к та­кому сокращению мышцы с нагрузкой, при котором по мере изменения длины мышцы напряжение ее сохраняется неизменным, но в этом случае механическая работа мышцы не равна нулю, т.е. она совершает внешнюю работу).

Изометрический режим (режим постоянной длины мышцы) харак­теризуется напряжением мышцы в условиях, когда она закреплена с обоих концов или когда мышца не может поднять слишком большой груз. Длина волокон остается неизменной, а напряжение по мере развития сократи­тельного процесса возрастает. При этом h = 0 и, соответственно, механиче­ская работа тоже равна нулю (А = 0). Этот режим наблюдается при со­хранении заданной позы и при выполнении статической работы. В этом случае в мышечном волокне все равно происходят процессы возник­новения и разрушения мостиков между актином и миозином, т.е. тратится энергия на эти процессы, но отсутствует механическая реакция перемеще­ния нитей актина вдоль миозина.

Ауксотонический режим (смешанный режим) характеризуется изменением длины и тонуса мышцы, при сокращении которой происхо­дит перемещение груза. В этом случае совершается механическая работа мышцы (А = Р · h). Такой режим проявляется при выполнении динамиче­ской работы мышц даже при отсутствии внешнего груза, т.к. мышца пре­одолевает силу тяжести, действующую на тело человека. Различают 2 раз­новидности этого режима работы мышц:

• преодолевающий (концентрический);

• уступающий (эксцентрический) режим.

Изучение работы мышцы с различными нагрузками и в разном темпе позволило вывести закон средних нагрузок и среднего темпа движений: максимальную механическую работу мышца совершает при средних нагрузках и среднем темпе движений. При высоких скоростях сокраще­ния мышцы часть ее энергии тратится на преодоление сопротивления (рас­тущего внутреннего трения и вязкости мышцы), а при низких скоростях -на поддержание изометрического напряжения, которое также присутствует в этом случае для закрепления достигнутой длины мышцы в каждый дан­ный момент времени. Работу, производимую мышцами человека, изучают, используя раз­личные методики ее регистрации - эргографию, велоэргометрию и др. В эргографии (греч. эргон - работа, графо - писать) регистрируется ампли­туда подъема различных грузов, подвешенных через блок. Вычисляя по эргограмме величину работы как произведение груза на амплитуду его подъ­ема (А = Р · И), И. М. Сеченов описал в 1905 г. явление активного отды­ха. Оказалось, что пассивный отдых правой руки после ее утомления дает меньшее увеличение ее работоспособности, чем после работы (во время ее отдыха) левой руки.