Особенности скелетных мышц

Поскольку мышцы способны развивать силу только при укороче­нии (т. е. тянуть, но не толкать), ясно, что для того, чтобы сместить кость, а затем вернуть ее в прежнее положение, необходимы, по

меньшей мере, две мышцы или две группы мышц. Пара мышц, дейст­вующих таким образом, называются антагонистами. В табл. 13.4 при­ведена классификация мышц по типу производимых ими движений. Очень редко в движении участвует лишь одна пара мышц-анта­гонистов. Обычно каждое отдельное движение обеспечивается группами мышц, называемых синергистами.

Работа мышц

Величина сокращения (степень укорочения) мышцы придан­ной силе раздражения зависит как от ее морфологических свойств, так и от физиологического состояния. Длинные мышцы сокраща-ются на большую величину, чем короткие. Умеренное растяжение мышцы увеличивает ее сократительный эффект; при сильном рас­тяжении сокращение мышцы ослабляется. Если в результате дли­тельной работы развивается утомление мышцы, то величина ее сокращения падает.

Для измерения силы мышцы определяют либо максимальный груз, который она в состоянии поднять, либо максимальное напря­жение, которое она может развить в условиях изометрического со­кращения.

Одиночное мышечное волокно способно развивать напряжение, достигающее 100—200 мг. Учитывая, что общее число мышечных волокон в теле человека равно приблизительно 15—30 млн, они могли бы развить напряжение в 20—30 тонн, если бы все одновре­менно тянули в одну сторону.

Сила мышцы при прочих равных условиях зависит от ее попе­речного сечения. Чем больше физиологическое поперечное сечение мышцы, т. е. сумма поперечных сечений всех ее волокон, тем боль­ше груз, который она в состоянии поднять. Физиологическое по­перечное сечение совпадает с геометрическим только в мышцах с продольно расположенными волокнами; у мышц с косыми во­локнами сумма поперечных сечений волокон может значительно превышать геометрическое поперечное сечение самой мышцы (рис. 13.11). По этой причине сила мышцы с косыми волокнами значительно больше, чем сила мышцы той же толщины, но с про­дольными волокнами. Чтобы иметь возможность сравнивать силу разных мышц, максимальный груз, который мышца в состоянии под­нять, делят на число квадратных сантиметров ее физиологического

поперечного сечения. Таким образом вычисляют абсолютную мы­шечную силу. Абсолютная сила, выраженная в килограммах на 1 см², икроножной мышцы человека равна 5,9, сгибателя плеча — 8,1, жевательной мышцы — 10, двуглавой мышцы плеча — 11,4, трехглавой мышцы плеча — 16,8, гладких мышц — 1.

Большинство мышц человека имеет перистое строение. Пери­стая мышца имеет большое физиологическое сечение, а потому об­ладает большой силой.

Работа мышцы измеряется произведением поднятого груза на величину укорочения мышцы, т. е. выражается в килограммомет­рах или граммсантиметрах.

Между грузом, который поднимает мышца, и выполняемой ею работой существует следующая зависимость. Внешняя работа мышцы равна нулю, если мышца сокращается без нагрузки. По ме­ре увеличения груза, работа сначала увеличивается, а затем посте­пенно падает. При очень большом грузе, который мышца неспо­собна поднять, работа становится вновь равной нулю. На рис. 13.12 показаны соотношения, существующие между величиной на­грузки, степенью укорочения мышцы и величиной работы. Как вид­но, наибольшую работу мышца совершает при некоторых средних нагрузках: в данном случае при 200—300 г. Мощность мышцы, из­меряемая величиной работы в единицу времени, также достигает максимальной величины при средних нагрузках. Поэтому зависи­мость работы и мощности от нагрузки получили название прави­ла средних нагрузок.

Работа, при которой происходит перемещение груза и движе­ние костей в суставах, называется динамической. Работа мышцы, при которой мышечные волокна развивают напряжение, но почти не укорачиваются (это происходит, когда мышца сокращается в изометрическом режиме), называется статической. Статиче­ская работа более утомительна, чем динамическая.