Глава ix. как сконструировал бы механизм мышечного сокращения конструктор двигателеи

Общие соображения

Для того, чтобы сознательно и рационально следить за своим здоровьем, каждому мыслящему человеку надо знать, что происходит в его мышцах, когда они по его желанию то сокращаются, совершая задуманную работу, то снова расслабляются. К сожалению, современный уровень знаний физиологии, биофизики и биохимии не позволяет сегодня создать хотя бы приблизительную схему, объясняющую это явление. Поэтому читатель должен простить автору попытку самому создать такую воображаемую схему механизма мышечного сокращения, которая по всем пунктам технического задания отвечала бы наблюдениям, сделанным учеными при изучении физиологии живых мышц.

Техническое задание формулируем исходя из явлений, которые наблюдают физиологи в мышцах.

1. При постепенном сокращении мышцы происходит постепенное уменьшение электрозаряда в ней. Следовательно, при одном и том же грузе каждой геометрической длине сокращенной мышцы соответствует свой определенный отрицательный заряд (см. рис., уч. В-С-Д).

2. При подъеме груза мышцей совершается работа, равная произведению веса гири на высоту ее подъема.

3. При совершении работы рука устает.

4. Рука еще больше и быстрее устает, если держать поднятую гирю на одной высоте.

5. При сокращении длины мышцы увеличивается ее поперечный размер по закону х2 х у = VK, где х - ширина мышцы, у - длина, V - объем расслабленной мышцы и К - коэффициент. (Объем мышцы практически не изменяется и после ее сокращения) (см. ниже диаграмму сравнения теоретической кривой соотношения длины и ширины мышцы с кривой, полученной при эксперименте.).

6. Сокращенную (напряженную) мышцу очень трудно сжать в поперечном направлении. Почему-то в мышце появляются силы противодействия. Если перестать сжимать мышцу, то эти силы мгновенно исчезают и форма мышцы не изменяется.

7. Из работающей и неработающей мышцы выделяется тепло.

8. Через несколько часов (2 - 3) после смерти человека тепло исчезает и его мышцы постепенно приходят в состояние контрактуры (трупного окоченения), при котором мышцы приобретают твердость фарфора, а все жидкости из мышц вытесняются во внутренние органы.

9. По истечении некоторого времени состояние контрактуры прекращается, и мышцы снова приобретают мягкость.

10. Если перерезать нервы (аксоны), соединяющие мозговое вещество с мышцами, то есть прекратить в них поступление нервных импульсов, то контрактуры в мышцах не наступает.

11. При купании в холодной воде или при перенапряжении нередко наблюдаются судороги отдельных мышц, то есть частичные контрактуры их.

12. Мышца при судороге твердеет, заболевает. Только длительный массаж ликвидирует последствия уплотнения мышцы от судороги и от скопления солей и шлаков. Это еще раз подтверждает плохую самостоятельную очистку клеток от шлаков без вмешательства посторонних сил.

13. Если перерезать у плеча нервный ствол руки, то рука повисает как плеть. Однако кровообращение в ней не нарушается, но путь для биотоков прерывается, вследствие чего клетки атрофируются, венозная кровь уносит их атомы и молекулы, мышцы высыхают и кожа обтягивает кости.

14. Противоположное явление, то есть увеличение размеров объема мышцы более чем в два раза, наблюдается у нетренированного человека после усиленных упражнений с гантелями, гирями и штангой, то есть , после систематического возбуждения сильных биотоков.

15. При изучении структуры мышцы с помощью электронного микроскопа выяснилось, что для обеспечения закономерного, продольного сокращения мышцы, а также для проявления всех четырнадцати перечисленных выше свойств мышц природе пришлось всю полость мышцы разделить на продольные поперечнополосатые мышечные волокна, имеющие диаметр поперечного сечения около 0,05 сантиметра. Полагая размер бицепса в наибольшем сечении у нетренированного человека равным около 8 сантиметров и принимая заполнение равным 0,75, будем иметь приблизительное число волокон в среднем сечении бицепса около 1 ООО (рисунок слева). Однако даже при таком количестве нитей не удалось организовать их продольное закономерное сокращение. Поэтому природа каждое волокно составила из еще более тонких нитей - миофибрилл толщиной 1-2 микрона, общим числом в среднем сечении около 20 ООО (рисунок в центре).

Тончайшие миофибриллы разделены на еще более тонкие невидимые глазом волоконца-протофибриллы, толстые и тонкие, расположенные в строгом геометрическом гексагональном порядке (рисунок справа). Они имеют диаметр 100 ангстрем, то есть одну десятитысячную миллиметра. Такое микроскопическое дробление нитей позволяет предположить, что механизм мышечного сокращения природа могла осуществлять только на молекулярном уровне.