Робота скелетних м’язів і їх регуляція

М’язове волокно скелетного м’яза здатне скоротити лише після того, як отримає нервові сигнали від виконавчого (рухові [1]) нейрона з центральної нервової системи. Один рухових нейронів і пов’язані з ним м’язові волокна називають руховою одиницею. Якщо в дію включається невелике число рухових одиниць, скорочення слабке, якщо число рухових одиниць збільшено, скорочення м’язів стає сильнішим. Однак при самому сильному скороченні м’язів добре тренованого людини одночасно скорочується невеликий відсоток рухових одиниць. При тривалому скороченні вони працюють, по черзі змінюючи один одного: спочатку одна група, потім інша, потім третя і т. Д.
Тренувальний ефект і енергетика м’язового скорочення. На початку тренувань успіх наростає досить швидко за рахунок збільшення числа рухових одиниць, що включаються в дію одномоментно. Потім результати наростають повільніше, тому що починає перебудовуватися самі м’язові волокна. Нервова система лише дає імпульс для початку та припинення роботи даної м’язової групи волокон. Енергія, за рахунок якої скорочується м’язове волокно, виділяється в результаті біологічного окислення органічної речовини, що міститься в самому волокні. Основним енергетичним речовиною для роботи м’язів є глюкоза, але при інтенсивному навантаженні окислюються і речовини, що містяться в клітинних мембранах. Однак при цьому в клітці синтезується багато речовин, здатних компенсувати втрати. Тому після роботи під час відпочинку відновлюється набагато більше того, що було витрачено. Виходить, що синтез обганяє розпад. В результаті в м’язових волокнах збільшується число скорочувальних ниток і мітохондрій, при цьому число самих волокон і їх ядер не змінюється. Це явище називають тренувальним ефектом.
Однак це відбувається лише в тому випадку, якщо фізична напруга близько до граничного, а відпочинок і раціональне харчування достатні. Виснажливий працю без необхідного відпочинку і харчування до успіху не приводить, так само як і бездіяльність.
Недолік рухливості – гіподинамія. Мала рухливість знижує активність біологічного окислення, перестають в достатній кількості вироблятися речовини, багаті енергією, за рахунок яких утворюються клітинні структури: мітохондрії, скоротливі нитки, мембрани клітини. М’язи стають в’ялими, втрачають колишню силу. З кісток йдуть солі кальцію. Вони надходять у кров, зв’язуються з містяться там органічною речовиною холестерином і утворюють нарости на внутрішніх стінках судин, що порушують кровообіг. Це називається атеросклерозом. Людина стає слабким і млявим.
Регуляція роботи м’язів-антагоністів. Щоб краще уявити собі роботу нервової системи, що регулює м’язові скорочення, розглянемо, як взаємодіють нервові центри при згинанні і розгинанні руки в ліктьовому суглобі, а також при фіксації кісток передпліччя для утримання вантажу (рис. 43).

Якщо до двоголового м’яза приходять з нервового центру збуджуючі сигнали і вона скорочується, то триголовий м’яз розслабляється – не заважає дії двоголового м’яза. Якщо скорочується триголовий м’яз, то розслабляється двоголова і не заважає розгинати руку. Така координація рухів відбувається не в самих м’язах, а в нервових центрах, керуючих м’язами.
Але що станеться, якщо потрібно зафіксіровать руку в потрібному положенні? Тоді збудяться нервові центри всіх м’язів, що беруть участь в русі кісток даного суглоба. Двоголова і триголовий м’язи в цьому випадку сократятся одночасно. Кістки передпліччя пригорнуться до плечової кістки, і рух в суглобі припиниться. Кістки стануть нерухомими відносно один одного. Колишні м’язи-антагоністи стануть працювати як синергисти.
Втома м’язів. У процесі тривалої м’язової роботи або при великому навантаженні працездатність м’язів знижується, розвивається стомлення. Існує дві основні причини стомлення. По-перше, в процесі активної роботи зростають енергетичні витрати, отже, необхідно більше АТФ. Для прискорення синтезу АТФ потрібно багато О2 і глюкози, тому збільшуються швидкість кровотоку, частота серцевих скорочень і дихання. Якщо навантаження велика і організм не справляється з доставкою необхідних речовин, енергетичні ресурси поступово виснажуються. При недостатній кількості кисню у м’язі накопичуються проміжні продукти метаболізму, в тому числі молочна кислота, яка викликає м’язові болі.
Друга причина стомлення пов’язана із загальним станом нервової системи. Стан рухових нервових центрів залежить від загального емоційного і психічного стану людини. Тому, якщо робота робиться з ентузіазмом, вона виконується легко і стомлення настає пізніше.
Для відпочинку велике значення має зміна видів діяльності. Активний відпочинок корисніше й ефективніше пасивного. Працездатність стомлених м’язів відновлюється швидше під час роботи інших груп м’язів, а не в стані повного спокою.
Динамічне та статичне робота. У різних життєвих ситуаціях одні й ті ж м’язи людини можуть здійснювати різну роботу. Робота, пов’язана з переміщенням тіла або вантажу, називається динамічною. Робота, пов’язана з утриманням певної пози або вантажу, називається статичною.
При статичному навантаженні стомлення розвивається швидко, тому що м’яз протягом тривалого часу знаходиться в скороченому стані і періоди розслаблення відсутні. Крім того, при тривалому напруженні м’язи здавлюють розташовані в них і поруч кровоносні судини. В результаті накопичуються продукти розпаду, а необхідні кисень і поживні речовини не надходять.
При динамічному навантаженні скорочення і розслаблення м’язів чергуються, в результаті чого стомлення розвивається повільніше. При цьому швидкість розвитку втоми залежить від величини фізичного навантаження і ритму роботи. Російський фізіолог Іван Михайлович Сєченов показав, що найбільша інтенсивність м’язової роботи досягається при середніх навантаженнях і середній швидкості скорочення м’язів. Ці дослідження лягли в основу науки – гігієни праці.
Рухових одиниць, ВИКОНАВЧИЙ (МОТОРНИЙ) НЕЙРОН, тренувальний ефект, гіподинамія, динамічну і статичну РОБОТА.
Питання
1. Чому на початку тренувань відбувається значне поліпшення спортивних результатів, а потім вони наростають повільніше?
2. За рахунок чого при тренуваннях зростає точность м’язових скорочень?
3. Поясніть відмінність між динамічної та статичної роботою.
Завдання
1. Чи займаєтеся ви спортом, чи робите ранкову зарядку? Оцініть, наскільки активний спосіб життя ви ведете. Чи не загрожує вам гіподинамія?
2. Поясніть, чому при тривалому стоянні людина втомлюється більше, ніж при ходьбі.

Посилання на основну публікацію