Как работают мышцы

Одиночное сокращение мышцы, суммация сокращений и тетанус. Виды тетанического сокращения.

При
нанесении на двигательный нерв или
мышцу одиночного порогового или
сверхпорогового раздражения, возникает
одиночное сокращение. При его графической
регистрации, на полученной кривой можно
выделить три последовательных периода:

1. Латентный
период.
Это время от момента нанесения раздражения
до начала сокращения. Его длительность
около 1-2 мс. Во время латентного периода
генерируется и распространяется ПД,
происходит высвобождение кальция из
СР, взаимодействие актина с миозином и
т.д.

2. Период
укорочения.
В зависимости от типа мышцы (быстрая
или медленная) его продолжительность
от 10 до 100 мсек.,

3. Период
расслабления.
Его длительность несколько больше, чем
укорочения.

В
режиме одиночного
сокращения
 мышца
способна работать длительное время без
утомления, но его сила незначительна.
Поэтому в организме такие сокращения
встречаются редко, например так могут
сокращаться быстрые глазодвигательные
мышцы, мышцы сгибателей пальцев. Чаще
одиночные сокращения суммируются.

Суммация –
это сложение двух последовательных
сокращений при нанесении на нее двух
пороговых или сверхпороговых раздражений,
интервал между которыми меньше
длительности одиночного сокращения,
но больше продолжительности рефракторного
периода.

Различают
2 вида суммации: полную и неполную суммацию.
Неполная суммация возникает в том
случае, если повторное раздражение
наносится на мышцу, когда она уже начала
расслабляться. Полная возникает тогда,
когда повторное раздражение действует
на мышцу до начала периода расслабления,
т.е. в конце периода укорочения. Амплитуда
сокращения при полной суммации выше,
чем неполной. Если интервал между двумя
раздражениями еще больше уменьшить,
например, нанести второе в середине
периода укорочения, то суммации не
будет, потому что мышца находится в
состоянии рефрактерности.

Тетанус
это
длительное сокращение мышцы, возникающее
в результате суммации нескольких
одиночных сокращений, развивающихся
при нанесении на нее ряда последовательных
раздражений. Различают 2 формы тетануса:
зубчатый и гладкий.

Зубчатый
тетанус наблюдается
в том случае, если каждое последующее
раздражение действует на мышцу, когда
она уже начала расслабляться. Т.е.
наблюдается неполная суммация. Гладкий
тетанус возникает
тогда, когда каждое последующее
раздражение наносится в конце периода
укорочения. Т.е. имеет место полная
суммация отдельных сокращений. Амплитуда
гладкого тетануса больше, чем зубчатого.
В норме мышцы человека сокращаются в
режиме гладкого тетануса. Зубчатый
возникает при патологии, например,
тремор рук при алкогольной интоксикации
и болезни Паркинсона.

3.2. Методы и средства развития силы

На
практике распространены следующие
методы силовой подготовки:

метод
максимальных усилий;

метод
повторных усилий;

метод
динамических усилий;

метод
статических (изометрических) усилий;

метод
электрической стимуляции;

метод
биомеханической стимуляции.

Сравнивая
динамический и статический методы
развития силы, необходимо отметить
следующее.

При
динамическом режиме работы мышц
происходит достаточное кровоснабжение.
Мышца функционирует как насос — при
расслаблении наполняется кровью и
получает кислород и питательные вещества.

Во
время статического усилия мышца постоянно
напряжена и непрерывно давит на
кровеносные сосуды. В результате она
не получает кислород и питательные
вещества. Это ограничивает продолжительность
работы мышц.

Близкими
к изометрическим упражнениям являются
упражнения в совместном напряжении
мышц-антагонистов. В истории наиболее
известны системы А.Анохина («волевая
гимнастика») и А.Прошека. Эти системы
предусматривали отказ от каких-либо
приспособлений, а результат достигался
воздействием воли.

Суть
упражнений заключается в том, что
тяговому усилию активной группы мышц
противостоит напряжение мышц-антогонистов,
для чего требуется волевое напряжение.

Примером
может служить следующее упражнение:
исходное положение — стоя, руки в стороны,
кисти сжаты в кулаки, тыльная сторона
кисти вниз — медленно, силой сгибать
руки в локтевых суставах. При выполнении
этого упражнения одновременно напрягаются
сгибатели (бицепсы) и разгибатели
(трицепсы).

Степень
напряжения мышц зависит от степени
волевого усилия. Для тренировки
спортсменов эти упражнения малопригодны,
т.к. может нарушаться координация
движений. В оздоровительных целях они
допустимы.

Было
установлено также, что предварительное
выполнение упражнений в совместном
напряжении мышц-антогонистов стимулирует
проявление силы (Ю.В.Менхин, 1979). Количество
таких упражнений должно быть 5-7. Под их
воздействием повышается твердость
мышц, причем непосредственно после их
выполнения. Мышцы становятся тугими,
малоэластичными, что внешне выражается
в усилении мышечного рельефа

Из-за
большого нервного напряжения, которое
вызывают упражнения в самосопротивлении,
пользоваться ими надо осторожно и только
достаточно подготовленным, здоровым
людям. Эти упражнения, влияя на рельеф
мышц, способствуют улучшению телосложения

Мышечные сокращения

Сокращение мышцы может наступить при условии, если сила раздражения достигает определенной величины. Наименьшая сила раздражения, вызывающая самое слабое сокращение мышцы, называется пороговым раздражением. Раздражение меньшей силы, чем пороговое (оно не вызывает сокращения мышцы), называется подпороговым, а раздражение большей силы — надпороговым.

Степень сокращения мышц до известного предела зависит от силы раздражения. Дело в том, что мышечные волокна, входящие в состав каждой мышцы, обладают разной степенью возбудимости: одни сокращаются в ответ на меньшую силу раздражения (высокая возбудимость), другие — в ответ на большую (низкая возбудимость). Поэтому увеличение силы раздражения выше пороговой до определенного предела будет сопровождаться повышением степени сокращения.

При изучении сокращений скелетных (поперечнополосатых) мышц принято различать одиночное мышечное сокращение и длительное (суммарное) сокращение, или тетанус.

Одиночное сокращение можно вызвать только искусственно в лаборатории на нервно-мышечном препарате. Оно возникает в ответ на одно кратковременное раздражение (один импульс). На миограмме одиночного мышечного сокращения (рис. 51, А) различают три периода. Мышца начинает сокращаться всегда через некоторое время после раздражения. Первый период — между приложением раздражителя и началом сокращения мышцы — называют периодом скрытого возбуждения, или латентным периодом. Для мышц человека он измеряется тысячными долями секунды. Затем следует второй период — период сокращения, или укорочения мышцы, и за ним третий — период расслабления мышцы.

Рис. 51. А — кривая одиночного мышечного сокращения, а — момент раздражения; б — начало сокращения; а, б — латентный период; б, в, г — кривая сокращения мышцы. Б — различные виды тетануса. I — одиночные сокращения; II, III — зубчатый тетанус; IV — гладкий тетанус

Возбудимость мышц в течение одиночного сокращения изменяется. Так, в латентном периоде мышца вначале не возбудима (рефрактерная фаза), в периоде сокращения возбудимость мышцы постепенно возрастает и достигает уровня более высокого, чем в состоянии покоя (фаза экзальтации), вслед за этим, в период расслабления, возбудимость мышцы падает. К периоду покоя возбудимость мышцы возвращается к исходному уровню.

В целом организме имеют место не одиночные, а длительные, или тетанические, сокращения скелетных мышц (тетанус). Тетанические сокращения являются результатом того, что в организме раздражения к мышцам из центральной нервной системы по нервам поступают не в виде однократных импульсов, а одно за другим. Форма длительного (тетанического) сокращения зависит от частоты импульсов. Если частота импульсов меньше продолжительности одиночного сокращения (0,1 секунды), то возникает серия одиночных мышечных сокращений (рис. 51, Б, I). Если частота будет больше и следующий импульс будет поступать в момент расслабления мышцы, сокращение приобретет форму зубчатого тетануса (рис. 51, II и III). При дальнейшем возрастании частоты импульсов они будут поступать в мышцу в фазу экзальтации. При этом возникает гладкий тетанус, характеризующийся непрерывными сокращениями (рис. 51, Б, IV). Частота импульсов столь велика, что новое возбуждение в мышце возникает раньше, чем закончилось предыдущее сокращение.

Таким образом, форма мышечного сокращения зависит от частоты импульсов, а величина сокращения — как от силы, так и от частоты раздражений.

Как установил Н. Е. Введенский, существует наилучший, или оптимальный, ритм раздражений, при котором степень сокращения (высота тетануса) будет наибольшей. Для разных скелетных мышц человека оптимальный ритм колеблется в пределах от 100 до 200 импульсов в секунду.

Мышечный тонус. Мышцы в живом организме никогда, даже при покое, не бывают полностью расслабленными. Обычное состояние любой мышцы — состояние некоторого напряжения, или тонуса. Мышечный тонус вызывается редкими импульсами, поступающими в мышцы из центральной нервной системы. При тонических сокращениях мышц в отличие от тетанических обмен веществ в них заметно не повышен. Благодаря мышечному тонусу поддерживается устойчивость и положение тела.

5. Режимы работы мышцы

5.5. Режимы работы мышцы

Механическая работа (А), совершаемая мышцей, измеряется произведением поднимаемого веса (Р) на расстояние (h): А = P ? h (им), При регистрации работы изолированной мышцы лягушки видно, что чем больше величина груза, тем меньше высота, на которую его поднимает мышца. Различают три режима работы мышцы: изотонический, изометрический и ауксотонический.

Изотонический режим (режим постоянного тонуса мышцы) наблюдается при отсутствии нагрузки на мышцу, когда мышца закреплена с одного конца и свободно сокращается. Напряжение в ней при этом не изменяется. Это происходит при раздражении изолированной мышцы лягушки, закрепленной одним концом на штативе. Так как при этих условиях Р = 0, то механическая работа мышцы также равна нулю (А = 0). В таком режиме работает в организме человека только одна мышца – мышца языка. (В современной литературе также встречается термин изотонический режим по отношению к такому сокращению мышцы с нагрузкой, при котором по мере изменения длины мышцы напряжение ее сохраняется неизменным, но в этом случае механическая работа мышцы не равна нулю, т. е. она совершает внешнюю работу.)

Изометрический режим (режим постоянной длины мышцы) характеризуется напряжением мышцы в условиях, когда она закреплена с обоих концов или когда мышца не может поднять слишком большой груз. При этом h = 0 и соответственно механическая работа тоже равна нулю = 0). Этот режим наблюдается при сохранении заданной позы и при выполнении статической работы. В этом случае в мышечном волокне все равно происходят процессы возникновения и разрушения мостиков между актином и миозином, т. е. тратится энергия на эти процессы, но отсутствует механическая реакция перемещения нитей актина вдоль миозина. Физиологическая характеристика такой работы заключается в оценке величины нагрузки и длительности работы.

Ауксотонический режим (смешанный режим) характеризуется изменением длины и тонуса мышцы, при сокращении которой происходит перемещение груза. В этом случае совершается механическая работа мышцы (А = P ? h). Такой режим проявляется при выполнении динамической работы мышц даже при отсутствии внешнего груза, так как мышцы преодолевают силу тяжести, действующую на тело человека. Различают две разновидности этого режима работы мышц: преодолевающий(концентрический) и уступающий(эксцентрический) режим.

Изучение работы мышцы с различными нагрузками и в разном темпе позволило вывести закон средних нагрузок и среднего темпа движений: максимальную механическую работу мышца совершает при средних нагрузках и среднем темпе движений.При высоких скоростях сокращения мышцы часть ее энергии тратится на преодоление сопротивления (растущего внутреннего трения и вязкости мышцы), а при низких скоростях – на поддержание изометрического напряжения, которое также присутствует в этом случае для закрепления достигнутой длины мышцы в каждый данный момент времени.

Работу, производимую мышцами человека, изучают, используя различные методики ее регистрации – эргографию, велоэргометрию идр. В эргографии (греч. эр гон – «работа», графо – «писать») регистрируется амплитуда подъема различных грузов, подвешенных через блок. Вычисляя по эргограмме величину работы как произведение груза на амплитуду его подъема (А = P ? h), И.М. Сеченов описал в 1905 г. явление активного отдыха. Оказалось, что пассивный отдых правой руки после ее утомления дает меньшее увеличение ее работоспособности, чем после работы (во время ее отдыха) левой руки.

Оглавление книги

3.3. Методика применения силовых упражнений

Говоря
о положительном влиянии силовых
упражнений на телосложение следует
подробно остановиться на методике их
применения, которая позволяет одновременно
с развитием силы увеличивать мышечную
массу. Рост мускулатуры (или рабочая
гипертрофия скелетных мышц) — следствие
интенсивной силовой работы, характеризующейся
определенными параметрами. Процесс
жизнедеятельности имеет, как бы две
стороны.

Первая
— это обеспечение внешней работы. При
этом разрушение белков преобладает над
их образованием.

Вторая
— обеспечение пластического обмена
(обновление клеточных структур живого
организма), когда синтез белков выходит
на первый план.

В
обычных условиях эти процессы
сбалансированы и уравновешаны, что и
определяет практически постоянный
объем мышечной массы. Но во время
интенсивной силовой работы равновесие
нарушается и расщепление белков начинает
преобладать над их восстановлением.
Однако, процесс расщепления всегда
усиливает процесс восстановления
(правило В.А.Энгельгарта). Поэтому сразу
после работы происходит восстановление
и сверх восстановление (суперкомпенсация)
белковых структур, что будет приводить
к увеличению мышечной массы (Н.Н.Яковлев,
1974). Для того, чтобы обеспечить
суперкомпенсацию необходимо создать
определенной интенсивности работу.
Считается, что:

силовые
упражнения должны вызывать достаточно
большое, но не предельное мышечное
напряжение (70-75% от макс.);

продолжительность
упражнения должна быть настолько
короткой, чтобы энергообеспечение
осуществлялось за счет анаэробных
механизмов, и в тоже время настолько
длинной, чтобы обменные процессы успели
активизироваться.

Этим
условиям отвечает работа с отягощением,
позволяющим выполнить упражнение 6-10
раз. Продолжительность работы в одном
подходе — 30-60 сек., т.е. упражнение
выполняется достаточно медленно, жимом.
В зависимости от подготовленности
занимающихся количество подходов на
одно упражнение от 4 до 10, а количество
упражнений — около 10.

Применение
несколько больших отягощений, позволяющих
выполнить силовое упражнение 5-6 раз —
это средний путь между развитием силы
и мышечной массы.

Меньшее
отягощение, дающее возможность выполнить
упражнение 12-15 раз и больше, применяется
в основном для улучшения рельефа мышц
и при этом развивается не столько сила,
сколько силовая выносливость.

Для
начинающих первые 2-3 месяца следует
пользоваться снарядами такого веса,
когда можно повторить упражнение 10-12
раз, а иногда — 15. Не очень большие
отягощения на первом этапе позволяют
лучше освоить технику движений и создать
необходимый фундамент для перехода к
большим нагрузкам.

Наибольший
эффект в развитии силы для начинающих
дают 3 занятия в неделю, а для
квалифицированных — 4-5 занятий.

При
занятиях силовыми упражнениями необходимо
иметь ввиду, что одностороннее увлечение
ими может отрицательно сказываться на
работоспособности.

К.Купер
приводит пример, когда одного из
победителей конкурса культуристов в
США проверили на работоспособность на
тредбане. Выяснилось, что после 16 минут
ходьбы у него наступило сильнейшее
утомление, т.е.его работоспособность
была на очень низком уровне.

Могут
быть и более серьезные нарушения,
связанные с ухудшением здоровья организма
занимающихся. Замечено, что у тех, кто
долгое время занимается культуризмом,
артериальное давление несколько выше,
чем у поклонников бега. Причем,
восстановление показателей АД и ЧСС
после физической нагрузки замедлено.

Поэтому
рекомендуется тем, кто занимается
атлетизмом и испытывает проблемы с АД,
включать в тренировки медленный бег и
плавание, несколько снижая нагрузки в
занятиях с отягощениями.

Утомление мышц.

Утомление
– это временное снижение работоспособности
мышц в результате работы. Утомление
изолированной мышцы можно вызвать ее
ритмическим раздражением. В результате
этого сила сокращений прогрессирующе
уменьшается. Чем выше частота, сила
раздражения и величина нагрузки, тем
быстрее развивается утомление. При
утомлении значительно изменяется кривая
одиночного сокращения. Увеличивается
продолжительность латентного периода,
периода укорочения и особенно периода
расслабления, но снижается амплитуда.
Чем сильнее утомление мышцы, тем больше
продолжительность этих периодов. В
некоторых случаях полного расслабления
не наступает. Развивается контрактура
– это состояние длительного, непроизвольного
сокращения мышцы.

Работа и утомление
мышц исследуется с помощью эргографии.
В прошлом веке, на основании опытов с
изолированными мышцами, было предложено
3 теории мышечного утомления.

  1. Теория Шиффа:
    утомление является следствием истощения
    энергетических запасов в мышце.

  2. Теория Пфлюгера:
    утомление обусловлено накоплением в
    мышцах продуктов обмена.

  3. Теория Ферворда:
    утомление
    объясняется недостатком кислорода в
    мышце.

Действительно,
эти факторы способствуют утомлению в
экспериментах на изолированных мышцах.
В них нарушается ресинтез АТФ, накапливаются
молочная и пировиноградная кислоты,
недостаточно содержание кислорода.
Однако в организме интенсивно работающие
мышцы получают необходимый кислород,
питательные вещества, освобождаются
от метаболитов за счет усиления общего
и регионального кровообращения. Поэтому
были предложены другие теории утомления.
В частности, определенная роль в утомлении
принадлежит нервно-мышечным
синапсам
.
Утомление в синапсе развивается из-за
истощения запасов нейромидиатора.
Однако главная роль в утомлении
двигательного аппарата принадлежит
моторным центрам центральной нервной
системы. В прошлом веке И. М. Сеченов
установил, что если наступает утомление
мышц одной руки, то их работоспособность
восстанавливается быстрее при работе
другой рукой или ногами. Он считал, что
это связано с переключением процессов
возбуждения с одних двигательных центров
на другие. Отдых с включением других
мышечных групп н назвал активным.
В настоящее время установлено, что
двигательное утомление связано с
торможением соответствующих нервных
центров, в результате метаболических
процессов в нейронах, ухудшением синтеза
нейромидиатора, и угнетением синоптической
передачи.

Список источников

  • med-tutorial.ru
  • StudFiles.net
  • anfiz.ru
Понравилась статья? Поделиться с друзьями:
Жизнь Без Оков: Красота и Здоровье в Ваших Руках!
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!:

Adblock
detector