4.4. Функциональные свойства скелетных мышц

Основными физиологическими свойствами мышц являются возбудимость, проводимость и сократимость. Сократимость является специфическим свойством мышц, которое проявляется либо в укорочении мышцы, либо в развитии напряжения.

В условиях эксперимента в ответ на одиночное раздражение мышца отвечает

одиночным сокращением.

В организме человека и животных мышцы получают из центральной нервной системы не одиночные импульсы, а серию импульсов, в результате чего мышца отвечает сильным и длительным сокращением. Такое длительное сокращение мышц называют тетаническим, или тетанусом.

Возбуждение и сокращение мышц вызывается нервным импульсами, поступающими из нервных центров. Нервные импульсы, приходящие в область нервно-мышечного синапса, приводят к выделению медиатора ацетилхолина, попадающего на постсинаптическую мембрану и вызывающего потенциал действия.

Под влиянием потенциала действия происходит высвобождение кальция, запускающего всю систему мышечного сокращения. В присутствии ионов кальция под влиянием активного фермента миозина начинается расщепление аденозинтрифосфата (АТФ), являющегося основным источником энергии при мышечном сокращении. При передаче этой энергии на миофибриллы белковые нити начинают перемещаться относительно друг друга, в результате чего изменяется длина миофибрилл - мышца сокращается.

4.5. Работа мышц

Сокращаясь, мышцы выполняют работу. Работа мышц зависит от их силы. Мышца тем сильнее, чем больше в ней мышечных волокон, т.е. чем она толще. При пересчёте на 1см квадратный поперечного сечения мышца способна поднять груз до 10 кг.

Сила мышц зависит и от особенностей прикрепления их к костям. Кости вместе с прикрепляющимися к ним мышцами являются своеобразными рычагами, и мышца может развивать тем большую силу, чем дальше от точки опоры рычага и ближе к точке приложения силы тяжести она прикрепляется. Движения человека весьма разнообразны. В процессе этих движений мышцы, сокращаясь, совершают работу, которая сопровождается как их укорочением, так и их изометрическим напряжением. В этой связи различают динамическую и статическую работу мышц. Динамическая работа связана с мышечной работой, в процессе которой сокращения мышц всегда сочетаются с их укорочением. Мышцы, производящие динамическую работу, быстро сокращаются и, работая с большим напряжением, скоро утомляются. Но обычно различные группы мышечных волокон при динамической работе сокращаются поочерёдно, что даёт возможность мышце длительное время совершать работу.

Статическая работа связана с напряжением мышц без их укорочения. К статическим усилиям относятся стояние, держание головы в вертикальном положении и др. При некоторых упражнениях на кольцах, параллельных брусьях, при удержании поднятой штанги статическая работа требует одновременного сокращения почти всех мышечных волокон и, естественно, может быть очень непродолжительной из-за развивающегося утомления.

В реальных условиях мышцы человека никогда не совершают динамическую или статическую работу в строго изолированном виде. Работа мышц не всегда является смешанной. Тем не менее, в движениях человека может преобладать либо динамический, либо статический характер мышечной работы.

Например, работа студента на лекции может характеризоваться как статическая, хотя здесь можно найти немало элементов динамической работы. С другой стороны, игра в футбол является динамической работой, но футболистам приходится выполнять и статические усилия.

Нервная система, управляя работой мышц, приспосабливает их работу к текущим потребностям организма. Это даёт им возможность работать экономно, с высоким коэффициентом полезного действия.

Для каждого вида мышечной деятельности можно подобрать некоторый средний (оптимальный) ритм и величину, при которых работа станет максимальной, а утомление будет развиваться постепенно.

Способность человека совершать длительное время физическую работу называют физической работоспособностью. Физическая работоспособность человека может быть определена с помощью специальных приборов - эргометров. Её единица измерения - кг/мин. Чем больше способен человек произвести работы в единицу времени, тем выше его физическая работоспособность. Величина физической работоспособности человека зависит от возраста, пола, тренированности, факторов окружающей среды (температуры, времени суток, содержания в воздухе кислорода и т.д.), функционального состояния организма.

Работа мышц - необходимое условие их существования. Длительная бездеятельность мышц ведёт к их атрофии и потере работоспособности. Тренировка, т.е. систематическая, нечрезмерная работа мышц способствует увеличению и объёма, возрастанию силы и работоспособности, что важно для физического развития всего организма.