Работа мышц

При сокращении мышцы она обычно укорачивается и утолщается, при этом совершает определенную механическую работу.

Величина производимой мышцей работы зависит от силы ее сокращения и величины пути, на котором она укорачивается.

Сила мышцы пропорциональна количеству входящих в нее мышечных волокон, а точнее площади поперечного сечения всех мышечных волокон, образующих мышцу (физиологический поперечник).

Практически чем толще мышца, тем она сильнее. Укорочение мышцы во время ее сокращения сопровождается сближением ее концов и костей, к которым мышца прикреплена.

При этом один конец мышцы (и кость) обычно остаются неподвижными (неподвижная точка - punctum fixum), а другой конец смещается вместе с костью по направлению к первому (подвижная точка - punctum mobili).

При перемещении тела в пространстве в разных суставах происходит смена одних движений другими: сгибание-разгибание, отведение-приведение, поворот из одной стороны в другую и т. д.

В осуществлении каждого движения участвуют обычно несколько групп мышц, причем мышцы одной группы, например передние мышцы какой-либо области тела, сокращаются, а мышцы противоположной группы (задние) в это время расслабляются.

Благодаря одновременному сокращению и расслаблению противоположных групп мышц обеспечивается плавность движения.

Мышцы, производящие одну и ту же работу - одно и то же движение в данном суставе, называются синергистами, а мышцы, действующие в противоположном направлении, - антагонистами.

Согласование сокращений и расслаблений разных групп мышц и, следовательно, координация всех движений осуществляется нервной системой. Характер движения мышцы (или группы мышц), который она вызывает в суставе, зависит от положения мышцы относительно сустава, через который она перебрасывается.

Обычно мышца вызывает движение вокруг оси сустава, которому перпендикулярна продольная ось самой мышцы. Так, мышцы, расположенные перпендикулярно к фронтальной оси сустава, совершают сгибание или разгибание.

Отведение и приведение производят мышцы, лежащие перпендикулярно  к сагиттальной оси сустава, а вращение - мышцы, имеющие перпендикулярное направление по отношению к вертикальной оси.

Практически передние мышцы с вертикальной ориентацией волокон обычно являются сгибателями, а задние - разгибателями.

Только в коленном и голеностопном суставах передние мышцы вызывают разгибание, а задние - сгибание.

Мышцы, расположенные медиально от суставов. как правило. вьзывают в них приведение, а латерально лежащие мышцы - отведение. В зависимости от величины силы, которую преодолевает мышца, скорость сокращения (укорочения) мышцы бывает различной. Скорость сокращения мышцы находится в гиперболической зависимости от величины нагрузкир F:

(F+a) (V+b) = const         (a)

 а, Ь - константы, приблизительно равные ¼ F и соответственно ¼ V.

 Уравнение (а) приводится к виду: F'V' = соnst.

Если принять F' = F + а и V' = V + Ь, то произведение F'V' представляет собой общую мощность, развиваемую мышцей при сокращении.

  -

  Так как FV < F'V'  т.е. внешняя мощность меньше общей мощности, то следует предположить, что мышца совершает не только внешнюю работу, но еще и внутреннюю работу; проявляющуюся в том, что нагрузка как бы увеличивается на величину «а», а скорость сокращается на величину «b». Эту внутреннюю работу можно интерпретировать как потерю энергии на внутримолекулярное трение в форме теплового рассеивания Тогда с учетом высказанных замечаний, можно отметить, что обшая мощность мышцы в физиологических пределах является постоянной величиной, не зависящей от величины нагрузки и скорости сокращения.

С термодинамической точки зрения мышца представляет собой систему, которая преобразует химическую анергию (энергию АТФ) в механическую работу, т. е. мышца является хемо-механической машиной.

Лонг-центр 2012-2015гг.