9. Виды и режимы мышечных сокращений. Работа и сила мышц. Правило средних нагрузок.

Мышечная система создаёт дополнительную опору телу человека и определяет его движение. Мышцы состоят из множества удлинённых клеток – мышечных волокон, способных сокращаться под действием электрических импульсов. Различают поперечно-полосатые, гладкие и сердечные мышцы.

Одиночное сокращение (тетанус зубчатый и гладкий).

Тетанус (лат. tetanus, от греч. tétanos - напряжение, оцепенение, судорога) в физиологии, длительное сокращение мышц, возникающее при последовательном воздействии на них ряда нервных импульсов, разделённых малыми интервалами, и основанное на временной суммации следующих друг за другом одиночных волн сокращения. Тетанус наступает при достаточно высокой частоте возбуждения мышцы, когда каждое новое сокращение возникает до окончания предыдущего; при этом сократительные волны как бы накладываются друг на друга (слитное сокращение); в результате мышца остаётся укороченной в течение всего периода раздражения. Различают зубчатый и гладкий тетанус.

Тетанус зубчатый (неполный) - тетанус, при котором можно выявить периоды расслабления мышц, сменяющиеся новым сокращением. Зубчатый Тетанус наблюдается в тех случаях, когда в ответ на последующее (второе, третье и т. д.) раздражение мышца начинает сокращаться, не успев полностью расслабиться после предыдущего сокращения.

Тетанус гладкий (сплошной) – тетанус, при котором отсутствует хотя бы частичное расслабление мышцы.

Гладкий тетанус образуется при более высокой частоте раздражения, когда каждый последующий стимул приходит в фазу укорочения мышцы. Суммационная природа тетануса подтверждается тем, что во время тетануса в мышце ритмически возникают электрические потенциалы действия, сопровождающие каждую вспышку возбуждения. Тетаническое сокращение по амплитуде и длительности значительно превосходит одиночное сокращение. Характер тетануса определяется тем, в какую фазу возбудимости мышцы (например, фазы экзальтации, рефрактерности) приходит очередное раздражение.

Основные режимы сокращения мышцы

1.Изометрический режим - режим сокращения мышцы, при которой длина мышцы остается постоянной в течение всего цикла сокращения. Изометрическое мышечное сокращение, сокращение мышцы, выражающееся в усилении её напряжения при неизменной длине (например, сокращение мышцы конечности, оба конца которой закреплены неподвижно). В организме к Изометрическому мышечному сокращению приближается напряжение, развиваемое мышцей при попытке поднять непосильный груз.

2.Режим ненагруженного укорочения - режим сокращения мышцы под нулевой (субнулевой) внешней нагрузкой. В этом случае активное напряжение мышцы равно 0 в течение всего цикла сокращения. Соответственно, в этом режиме мышца укорачивается до минимально возможной длины.

(продолжение)

3. Изотонический режим - режим сокращения мышцы под постоянной ненулевой внешней нагрузкой.

4. Физиологический режим - режим сокращения мышцы под постоянной внешней нагрузкой, как и в случае изотонического режима. Отличие от предыдущего режима состоит в том, что как только мышца достигает конечно-систолической длины, ее длина искусственно фиксируется, и расслабление мышцы происходит уже при новой длине .

5.Ауксотонический режим - режим сокращения мышцы под переменной внешней нагрузкой. Реально ни изометрических, ни изотонических условий сокращения мышцы в чистом виде не существует. В естественных условиях сокращение осуществляется в ауксотонических условиях, когда в полной мере не фиксированы ни длина мышцы, ни сила ее сокращения.

Концентрические и эксцентрические типы сокращения

Концентрическое сокращение - позитивная фаза упражнения при динамической работе преодолевающего характера (волевое сокращение мышц)

Эксцентрическое сокращение - негативная фаза упражнения при динамической работе уступающего характера

Известно, что эксцентрическое сокращение мышцы, возникающее как рефлекторная реакция в ответ на болевой стимул, характеризуется тем, что внешние усилия, действующие на мышцу, больше тех, которые производятся самой мышцей. Во время эксцентрического сокращения активируется меньшее число моторных единиц, чем при концентрическом сокращении той же интенсивности.

Сила мышц. Поперечно-полосатые мышцы - это "двигатели", в которых химическая энергия превращается сразу в механическую. Мышца использует на движение 33% химической энергии, которая освобождается при распаде животного крахмала - гликогена. 67% энергии в форме тепла передается кровью другим тканям и равномерно согревают организм. Вот почему на холоде человек старается больше двигаться, как бы подогревая себя за счет энергии, которую вырабатывают мышцы. Мелкие непроизвольные сокращения мышц вызывают дрожь - организм увеличивает образование тепла. Сила мышцы зависит: 1)от числа мышечных волокон, 2)от площади ее поперечного сечения, 3)величины поверхности кости, к которой она прикреплена, 4)угла прикрепления, 5)частоты нервных импульсов.

Сила мышц человека определяется тем, какой груз он может поднять. Мышцы вне организма развивают силу в нескольк раз больше той, которая проявляется в движениях человека.

Рабочие качества мышцы связаны с ее способностью внезапно изменять свою упругость. Белок мышц при сокращении становится очень упругим. После сокращения мышцы он опять приобретает свое первоначальное состояние. Становясь упругой, мышца удерживает груз, в этом и проявляется мышечная сила. Одним из важнейших является закон средних нагрузок. Лишь в этих условиях скелетные мышцы развивают наибольшую работу. При малых и чрезмерных нагрузок работа мышц наименьшая. Поэтому для человека лучше всего, когда физические нагрузки и сигналы внешней среды оптимальные. Тренировка повышает также мышечную силу. В процессе тренировки происходит рабочая мышечная гипертрофия, заключающаяся в утолщении мышечных волокон за счет увеличения массы саркоплазмы и объема сократительного аппарата мышечных волокон. Тренировка способствует улучшению координации и автоматизации мышечных движений, вследствие чего исчезает активность «лишних» мышц, что способствует повышению работоспособности и быстрому восстановлению после утомления. Недостаток мышечной активности в течение длительного периода приводит к появлению целого комплекса неприятных для организма последствий