Регуляция длины и напряжения мышц

Сокращения мышц контролируются двумя видами проприоцепторов:интрафузальным рецепторами, которые являются датчиками длины мышцы, и сухожильными рецепторами Гольджи, являющимися датчиками напряжения (рис. 14.).

Рис.14.

Мышечное веретено представляет собой соединительнотканную капсулу, которая окружает группу особых, интрафузальных (лат. fusus - веретено) мышечных волокон. Они тоньше и короче обычных экстрафузальных волокон: всё веретено имеет длину от 4 до 10 мм. В средней части интрафузального волокна сократительных белков нет, там находятся окончания чувствительного нейрона, которые возбуждаются при растяжении волокна. На обоих концах интрафузального волокна есть сократительные белки, они иннервируются особой разновидностью мотонейронов, которые называются γ-мотонейронами в отличие от α-мотонейронов, предна­значенных лишь для экстрафузальных волокон.

При растяжении мышцы, то есть увеличении её длины – возбуждаются рецепторы мышечных веретён и импульсы поступают к альфа-мотонейронам, которые вызывают сокращение мыщцы (рис.15).

Рис.15.

То есть в ответ на растяжение мышцы происходит её сокращение. Одновременно с возбуждением альфа-мотонейронов по коллатералям афферентных волокон активируются и гамма-мотонейроны, которые усиливают возбудимость рецепторов интрафузальных мышечных веретён. Поэтому при растяжении мышцы одновременно растёт и её тонус, но до определённого предела. Когда мышца сильно напрягается и создаётся угроза разрыва сухожилия и возбуждаются сухожильные рецепторы Гольджи датчики напряжения. От них импульсы поступают на тормозные нейроны спинного мозга, которые в свою очередь тормозят альфа-мотонейроны. Мышца, как следствие, расслабляется. Таким образом, происходит саморегуляция мышечного усилия при чрезмерных нагрузках; благодаря этой регуляции предупреждается разрыв сухожилий.

УТОМЛЕНИЕ

В результате длительной работы происходит снижение работоспособности мышц. Это временное явление носит название – утомление. Утомление проявляется в уменьшении силы и выносливости мыщц, ухудшении координации движений, в возрастании затрачиваемой энергии при выполнении одной и той же работы, в замедлении скорости перерабатываемой информации, ухудшении памяти, затруднении процесса сосредоточения и переключения внимания и пр. Критериями утомления являются изменения количественных и качественных показателей работы, а также физических функций во время работы или в ответ на предъявление специальных тестов. Скорость наступления утомления зависит от количества накопленных в мышцах продуктов обмена (в частности, молочной кислоты), снижения в крови запасов питательных веществ и кислорода, состояния (торможения) нервной системы. Известно, что монотонная, неинтересная работа быстрее вызывает утомление. Эффективным средством профилактики при любых видах деятельности является повышение мотивации труда и физической подготовленности.

Усталость – субъективное ощущение утомления, отражает совокупность физических, биохимических и психо-физиологических функций, возникающих при длительной или интенсивной работе. Вызывает желание либо прекратить, либо снизить нагрузку.

Утомляемость – свойство организма в целом или отдельных его частей быть подверженными утомлению.

При выполнении ритмичной работы физическое утомление наступает позднее, так как в промежутках между сокращениями работоспособность частично восстанавливается. В то же время мышечная деятельность, совершаемая в высоком ритме, приводит к быстрому развитию утомления. Быстрее развивается утомление при больших физических нагрузках.

Влияние физической нагрузки на работоспособность и наступление утомления мыщц впервые изучил И.М.Сеченов. Он установил, что мышечная работоспособность достигает максимального уровня при умеренном ритме и средней величине нагрузки. Глубина развивающегося утомления при одной и той же нагрузке зависит от степени адаптации человека к определённому виду деятельности и его тренированности, физического и психического состояния работающего, уровня мотиваций и нервно-эмоционального напряжения. При физическом труде, тренировках любой тяжести (интенсивности), а также умственном труде утомляемость тем больше, чем ниже уровень общей физической работоспособности.