§ 9. Робота м’язів

Динамічна і статична робота м’язів. Скорочуючись або напружуючись,, скелетні м’язи переміщують частини тіла або тримають тіло чи частину його в певному положенні. В обох цих випадках, як і при піднятті вантажів, м’язи виконують механічну роботу. Розрізняють динамічну і статичну роботу м’язів. Динамічною називають роботу, зв’язану з рухами (підняття вантажів, копання землі і т. д.); при цьому скорочення м’язів чергується з їх розслабленням. При статичній роботі (наприклад, тримання вантажу) м’яз перебуває в безперервному (тетанічному) скороченні.

Значення ритму і наван­таження. Виконувана м’яза­ми робота залежить від ритму їх скорочень та від величини навантаження. В цьому можна переконатись, якщо з допомо­гою ергографа виміряти ро­боту м’язів пальця. Для цього палець фіксова­ної руки просувають у петлю металевого тросика або шнур­ка, перекинутого через блок і прикріпленого до вантажу. При скороченні м’язів тягар піднімається, а при розслаб­ленні — опускається. Рухи пальця при скороченні м’язів записують на закопченій по­верхні обертового циліндра у вигляді вертикальних лі­ній. Ці лінії утворюють так звану ергограму. Висота цих ліній дорівнює висоті підні­мання вантажу.

Почепивши на тросик вантаж певної ваги, починають згинати палець через правильні проміжки часу. Спочатку палець робить повне згинання, потім згинання його дедалі слабшають і, нарешті, припиняються через стомлення м’язів.

Помноживши вагу вантажу на висоту його підняття, визначають ро­боту, яку виконали м’язи пальця до їх стомлення.

Змінюючи вагу вантажу на тросику, можна встановити, як наванта­ження впливає на роботу м’яза. Виявляється, що максимальну роботу м’яз виконує не обов’язково при піднятті найбільшого вантажу. Це видно з наведених нижче цифр, одержаних на ізольованому литковому м’язі жаби.

Вантаж у г 0 50 100 150 200 250

Висота підняття вантажу в мм 15 9 7 5 2 0

Робота м’язів у г/мм 0 450 700 750 400 0

З таблиці видно, що найбільшу роботу м’язи виконали при піднятті вантажу вагою 150 г на висоту 5 мм.

Запис роботи м’язів пальця з допомогою ергографа показує також, що збільшення до певної межі завантаження підвищує механічну роботу м’яза. Після досягнення цієї межі дальше збільшення навантаження приводить до зменшення виконуваної роботи.

Так само вивчають і вплив ритму скорочень на роботу м’яза, змінюючи проміжки часу, через які скорочуються м’язи пальця. Порівняння ергограм при різних ритмах показує, що при дуже частих і дуже рідких ско­роченнях м’яз виконує меншу роботу, ніж при скороченнях середньої частоти.

Таким чином, найпродуктивніше м’язи працюють при середньому на­вантаженні і середньому ритмі скорочень. Причому, середні величини наван­таження і ритму різні для різних людей. Для осіб фізичної праці і спорт­сменів вони значно вищі, ніж для людей, які не займаються фізичною пра­цею і спортом. Кожна людина може, вправляючи м’язи, збільшити межі цих величин і, отже, підвищити свою працездатність.

Велике значення для продуктивності праці має також елемент свідо­мості. Інтерес, цілеспрямованість, розуміння необхідності і важливості виконуваної роботи значно підвищують працездатність людини.

Обмін речовин у працюючих м’язах. Для виконання роботи при своєму скороченні м’яз потребує енергії. Джерелом її є складні органічні речовини, які входять до складу м’яза. При збудженні м’яза ці речовини розпадаються «а простіші сполуки; наявна в них потенціальна енергія перетворюється в кінетичну і забезпечує процес скорочення.

Частина енергії, що звільняється у м’язах під час їх роботи, переходить у механічну роботу, а друга, більша частина, перетворюється в тепло. Цим і пояснюється підвищення температури тіла при фізичній роботі, яке іноді досягає до 39°.

Стомлення м’язів. Тимчасове зменшення працездатності м’язів в ре­зультаті тривалої роботи називається м’язовим стомленням. Так, тримаючи вантаж у зігнутій чи піднятій руці людина через певний час відчуває ба­жання опустити його. Зусиллям волі людина переборює втому і може ще якийсь час потримати вантаж. Але настає момент, коли м’язи розслаблю­ються і рука опускається. Це результат надмірного стомлення м’язів. Стом­лення зникає після більш-менш тривалого відпочинку. Чим тренованіша людина, тим пізніше настає стомлення. Тому для підвищення працездат­ності людини і боротьби з стомленням велике значення має систематичне заняття посильною фізичною працею і фізкультурою. Це в однаковій мірі стосується як дорослих, так і дітей.

Стомлення м’яза можна спостерігати не тільки в організмі, а й на ізо­льованому м’язі. Так, на ізольованому м’язі жаби це можна простежити, часто подразнюючи його. Висота скорочень м’яза при цьому поступово зменшується, поки м’яз, нарешті, не перестане скорочуватись. Чим частіші подразнення, тим швидше настає стомлення.

Стомлення ізольованого м’яза настає внаслідок накопичення в ньому продуктів розпаду (молочної і фосфорної кислот та ін.), а також витрачення запасів складних поживних речовин, які є джерелом енергії для скорочен­ня м’яза. Пропускання через судини м’яза, який не працював, розведених розчинів молочної кислоти та інших продуктів розпаду, викликає всі оз­наки стомлення, а пропускання розчину Рінгера відновлює працездатність м’яза.

Стомлення м’язів в організмі не можна пояснити тільки причинами, які діють в ізольованому м’язі. Воно зумовлюється в основному змінами в центральній нервовій системі, яка найшвидше стомлюється. Вирішальну роль центральної нервової системи в тривалому збереженні працездатності і в настанні стомлення було показано в дослідженнях І. М. Сєченова, І. П. Павлова, М. Є. Введенського і О. О. Ухтомського.

На працездатність м’язів дуже впливає кора головного мозку. Пригні­чений стан, відсутність інтересу до роботи сприяють розвитку стомлення, тоді як хороший настрій бадьорить людину, підвищує її працездатність.

Ритм в роботі і нормальне навантаження, чергування роботи з відпо­чинком, правильна організація праці і її нормування сприяють меншому стомленню.

Думка про те, що найкращий спосіб відновлення працездатності при стомленні це повний спокій, є помилковою. І. М. Сєченов показав, що най­швидше відновлюється працездатність м’язів при так званому активному відпочинку (виконання якоїсь роботи).

Допускається, що потік імпульсів від працюючого органу в централь­ну нервову систему збуджує сусідні стомлені ділянки центральної нервової системи, підвищуючи їх працездатність.