Режимы работы мышц

Режим работы мышцы определяется изменением либо еедлины,либо ее напряжения, либо того и другого одновременно.

Возбудимость мышцы проявляется в изменении как ее напряжения, так и механических свойств — упругости, вязкости и др. В результате возбуждения химическая энергия в мышце превращается в механи­ческую. Возбужденная мышца при той же нагрузке и напряжении имеет мень­шую длину — не меняя своего напря­жения, она сокращается.

Мышца не возбуждена Мышца не возбуждена

Рис. 9. Работа мышцы:

а — проявление возбуждения: режи­мы — изотонический (1—2), изомет­рический (1—3), ауксотонический (1—4); б — проявление вязкости мышцы (орг.)

Свойство сократимостиудобно разо­брать на графиках «длина — напряже­ние» невозбужденной и максимально возбужденной мышц (рис. 9, а). Вся кривая, относящаяся к максимально возбужденной мышце, расположена вы­ше, чем кривая покоющейся.

Следовательно, при равной ве­личине напряжения длина возбужденной мышцы меньше.

 

Кривые, полученные при разных степенях возбуждения мышц, занимают промежуточное положение между упо­мянутыми крайними случаями. Можно этот же график разобрать иначе: точки кривой максимально возбужденной мыш­цы расположены правее (например, точ­ки1и 3) точек графика покоющейся мышцы, имеющей ту же длину.

Значит, при одной и той же длине мышца, будучи воз­бужденной, напряжена боль­ше, чем в состоянии покоя.

Если в подготовительном движении (например, замах, подседание) мышца перед сокращением растягивается, то она тормозит движение; кинетическая энергия тормозимого звена переходит в потенциальную энергию упругой деформации мышцы. Теперь растянутая мышца напря­жена; в ней накоплена потенциальная энергия упругой деформации. С началом активного движения при возбуждении мышцы в ней обра­зуется механическая энергия напряжения, освобождаемая при биохи­мической реакции.

Вся биопотенциальная энергия мышцы состоит из превра­щенной биохимической и упругой механиче­ской.

Преобразование всей биопотенциальной энергии мышцы в механи­ческую (кинетическую) по-разному проявляется в различных условиях работы мышцы. Линия перехода па графике от точки 1 к точке 2 изоб­ражает сокращение мышцы в изотоническом режиме (без изменения напряжения — см. рис. 9, а). В реальных движениях в живом орга­низме такой режим вряд ли может встретиться. При движениях изме­няются моменты сил мышечной тяги, а также других сил, поскольку изменяются углы их приложения, а у мышц — и их длина. Сохра­нять величину напряжения мышцы в этих условиях практически не­возможно, да это и не нужно.

Линия перехода на графике от точки 1 к точке 3 изображает увели­чение напряжения мышцы при ее работе в изометрическом режиме. Например, при непреодолимых препятствиях длина мышцы не изме­няется, однако напряжение ее вследствие возбуждения увеличивается. Это случай «статической работы» мышц при сохранении положения тела (см. гл. VI).

Для работы мышц человека при движениях обычен так называемый ауксотонический режим1(например, линия перехода на графиках от точки 1 к точке 4), связанный с изменением и длины, и напряжения мышцы. Этот режим правильнее было бы называть «ауксоническим», учитывая, что изменяется не только напряжение, но и длина мышцы.

На графиках реальных движений все рассмотренные переходы про­исходят не по прямым линиям, так как вязкость замедляет деформа­цию. На рис. 9, б представлены петли гистерезиса при возбуждении ранее нагруженной мышцы (/—2), при дополнительной нагрузке воз­бужденной мышцы {2—3) и после снятия возбуждения при ее разгрузке {4—I}. Заштрихованные участки соответствуют потерям энергии на преодоление вязкости. Считают, что вязкость мышц увели­чивается при быстрых движениях и при зна­чительном возбуждении, т. е. как раз в условиях сорев­новательной борьбы спортсмена. Однако разогревание мышц при разминке снижает вязкость, уменьшает торможение при сокращении и растягивании мышц. Следовательно, на соревнованиях и тренировках важно для снижения вязкости сохранять в разогретых мышцах тепло.