Теплоутворення
Утворення тепла у м’язі при роботі відкрито Гельмгольцем та Данилевським у другій половині ХІХ століття.
Теплоутворення здійснюється у 2 фази:
1) фаза початкового теплоутворення: починається з моменту збудження і триває включно до фази розслаблення (у 1000 разів коротша наступної фази);
2) фаза запізнілого теплоутворення: триває декілька хвилин після розслаблення.
Початкова фаза залежить від: хімічних процесів у м’язі (тепло активації); скоротливого процесу (тепло скорочення); розслаблення (тепло розслаблення). Вона відбувається в анаеробних мовах (не потребує кисню).
Запізніле теплоутворення пов’язане з хімічними процесами, що забезпечують ресинтез (відновлення) АТФ. 90% енергії у цю фазу утворюється за допомогою кисню (аеробно).
Сила м’язів
Рухи людини відбуваються в результаті взаємодії зовнішніх та внутрішніх сил. До внутрішніх (пасивних) сил відноситься опір м’язів та сухожиль до деформуючої дії зовнішніх сил. Основне значення в діяльності рухового апарату мають внутрішні сили м’язів, які виникають при їх збудженні. Активна сила м’язів характеризується величиною максимальної напруги, яка виникає при збудженні і залежить від: сили скорочення поодиноких м’язових волокон; кількості м’язових волокон у м’язах; вихідної довжини м’язу; характеру впливу на неї подразника.
Довгі м’язи скорочуються на більшу величину, ніж короткі. Помірне розтягнення м’язу збільшує його скоротливий ефект. При втомі м’яза величина скорочення зменшується.
Сила м’язу залежить від його поперечного розміру. М’язи бувають з паралельним ходом волокон, веретеноподібні; піристі. Сила м’язу з косо розміщеними волокнами значно більша, ніж сила м’язу з повздовжніми волокнами.
Сила м’язів буває: а) максимальною; б) абсолютною. Максимальна сила проявляється при піднятті максимального вантажу. Для порівняння сили різних м’язів використовують абсолютну (питому) силу м’язу – силу, яка припадає на 1 см2 поперечного перерізу м’язу. Абсолютна сила визначається відношенням максимальної сили до площі поперечного перерізу м’язу (кг/см2). Для литкового м’язу вона становить 5,9 кг/см2, жувального – 10 кг/см2, гладких м’язів – 1 кг/см2.
Робота м’язів
Робота м’язу зводиться до перетворення хімічної енергії в механічну енергію напруги та кінетичну енергію руху. Коефіцієнт корисної дії м’язу людини становить 25-30%, що значно вище механічних джерел енергії. Навантаження, при якому виконується найбільша робота, називається оптимальним навантаженням.
Робота м’язів може бути динамічною та статичною. Динамічною називається робота м’язу, при якій відбувається переміщення вантажу та рух кісток у суглобах. Динамічна робота вимірюється добутком піднятого вантажу на величину скорочення м’язу. При збільшенні навантаження робота спочатку збільшується, а потім поступово зменшується. При дуже великому вантажі, який м’яз не може підняти, робота стає рівною нулю. Отже, найбільшої потужності м’язи досягають при середніх навантаженнях.
Робота, при якій м’язові волокна напружуються, але майже не вкорочуються, називається статичною (тримання вантажу без руху). Статична робота більш втомлива. Вона вимірюється добутком величини вантажу на час його утримання.
Різновидом статичної роботи є м’язовий тонус – тривала напруга скелетних м’язів без великих затрат енергії, яка підтримує позу людини. По своїй фізіологічній природі тонус м’язів має рефлекторне походження. При значній величині зовнішніх сил (наприклад, коли до сили тяжіння, яка діє на тіло, додається вага вантажу, який утримується в руках) скорочення м’язів стає тетанічним.
Втома м’язів
Втома – тимчасове зниження працездатності клітини, органу чи цілого органі-зму, що виникає внаслідок роботи, яка проходить після короткочасного відпочинку. Вона настає після тривалої роботи і виникає внаслідок: 1) накопичення продуктів обміну речовин (фосфорна, молочна та інші кислоти), що пригнічують праце-здатність м’язових волокон. 2) поступового виснаження енергетичних запасів.
Втома у природних умовах залежить від:
1) постачання м’язів кров’ю, яка забезпечує їх поживними речовинами, киснем та виводить шлаки;
2) регулюючої ролі нервової системи (втома супроводжується дискоординацією рухів, збудженням м’язів, які не приймають участі у роботі).
У реальних умовах функціонування організму втома супроводжується суб’єктивним відчуттям дискомфорту. Але це відбувається швидше через втому рухових центрів, ніж м’язів.
Ще у 1903 р. І.М.Сєченов показав, що відновлення працездатності втомленої руки прискорюється, якщо в період відпочинку здійснювати роботу іншою рукою. Тимчасове відновлення працездатності руки може бути відновлене при руховій активності ніг. На відміну від простого спокою такий відпочинок був названий Сєченовим І.М. активним. Він розглядав ці факти як доказ того, що втома розвивається перш за все у нервових центрах. З часом було доведено, що особливості будови та властивості нейронів кори головного мозку зумовлюють відносно повільний розвиток розумової та фізичної втоми при переході з одного виду роботи у інший, а також при активному відпочинку після фізичної роботи.
Підтвердженням цьому можуть бути досліди з навіюванням. У стані гіпнозу людина може безконечно довго піднімати важкий вантаж, якщо їй навіяти, що це - легкий кошик. І навпаки. При цьому змінюється пульс, дихання, газообмін у відповідності не до реальної роботи, а до навіяної.
Фізіологія гладеньких м’язів
Функції гладеньких м’язів
Гладенькі м’язи знаходяться у внутрішніх органах, судинах та шкірі. Вони здатні здійснювати повільні рухи та тривалі тонічні скорочення. Відносно повільні, часто ритмічні скорочення гладеньких м’язів порожнистих органів (шлунку, кишок, міхурів) забезпечують переміщення вмісту цих органів. У гладком’язових сфінктерах (воротар у шлунку, відхідник тощо) спостерігаються тривалі тонічні скорочення, які перешкоджають виходу вмісту цих органів і сприяють формуванню калових мас, накопиченню жовчі. У стані постійного тонічного скорочення також знаходяться гладенькі м’язи стінок кровоносних судин, особливо артеріол та артерій. Це регулює їх просвіт та артеріальний тиск.
Регуляція рухової функції гладеньких м’язів здійснюється за допомогою вегетативних нервів (симпатичних та парасимпатичних), а також гуморально.
Властивості гладеньких м’язів
1. Еластичність – здатність зберігати надану розтягненням довжину без зміни напруги. Скелетні м’язи мають малу еластичність і після розтягнення швидко повертаються у вихідне положення. У гладеньких м’язів велика еластичність: після розтягнення вони залишаються розтягнутими до моменту дії якогось подразника, що стимулює їх скорочення.
2. Синцитій – функціональне пристосування, за допомогою якого збудження переходить з волокна на волокно. На відміну від скелетних м’язових волокон, до кожного з яких підходить гілочка аксона, у гладких м’язах рухові нервові закінчення підходять лише до окремих їх волокон. Але внаслідок безперешкодного поширення збудження з одного волокна на інше, воно охоплює весь м’яз, завдяки існуванню між клітинами гладеньких м’язів особливих проміжків (нексусів).
Електрична активність
Гладком’язові волокна діляться на ті, що володіють автоматією, т.т. здатні самостійно скорочуватися, без будь-якого зовнішнього подразника, і ті, що не володіють автоматією. МПС гладеньких м’язів є меншим за МПС скелетних. Це пояснюється більшою проникністю гладеньких м’язів для Na+ у спокої. ПД у гладеньких м’язах теж дещо нижчі, ніж у скелетних.