Функционирование мышц
В совершении каждого движения, как правило, берут участие несколько групп мышц, и, кстати, в одно и то же время мышцы одной группы (передние мышцы плеча), сокращаются, а мышцы антагонистической группы (задние) расслабляются. Благодаря такому одновременному сокращению и расслаблению противоположных мышечных групп и обеспечивается плавность движений.
Мышцы, которые выполняют одну и ту же работу – одно и то же движение в определённом суставе, называются синергистами, а мышцы, действующие противоположно друг другу, - антагонистами.
Все мышцы, сгибающие плечевой сустав, составляют группу синергистов этого движения, и мышцы, разгибающие этот сустав, тоже являются синергистами. Однако относительно друг друга эти две группы мышц будут антагонистами.
Антагонистическое действие мышц – важное приспособление к работе двигательного аппарата. Во время каждого движения напрягаются не только мышцы, которые его осуществляют, но и их антагонисты, противодействуя натяжению и тем самым делая движение точным и плавным.
Согласованное чередование расслабления и сокращения различных групп мышц, координация движений контролируется нервной системой и имеет рефлекторный характер.
Если мы дотронулись к горячему, то отдёргиваем руку ещё до возникнове-ния ощущение боли. Высокая температура раздражает рецепторы кожи. Возникшее в них возбуждение по центростремительных нервных волокнах передаётся к центральной нервной системе, где и передаётся на центробежный нейрон, и к мышце поступает импульс, вызывающий её сокращение и отдёргивание руки. В то же время в мышцах-антагонистах возникает тормо-жение и они расслабляются. Иногда мышцы–сгибатели и мышцы-разгибатели могут одновременно пребывать в расслабленном или сокращённом состоянии.
Регулирующая функция нервной системы
В суставах все движения возможны лишь при слаженном взаимодействии противоположных групп мышц — антагонистов. Их взаимное действие контролирует центральная нервная система.
Во время возникновения возбуждения в нервном центре, руководящем мышцами – сгибателями, тормозится центр мышц-разгибателей. Если конечность разгибается, то происходят противоположные процессы: возбуждается центр разгибателей и тормозится центр сгибателей.
Это очень точное взаимодействие: один центр затормаживается настолько, насколько возбуждается антагонистический центр. При этом конечность может занять любое возможное положение.
Во время ходьбы или бега процессы возбуждения и торможения в нервных центрах сгибателей и разгибателей суставов обеих ног ритмически изменяются. Руки также принимают участие в этих движениях, поскольку движутся в противоположных фазах: если выдвигается вперёд левая нога, то, соответственно, левая рука отводится назад. А поскольку мышцы туловища ещё совершают малозаметные сокращения, то центр тяжести тела перемещается на ногу, стоящую в данный момент на земле.
Таким образом, при ходьбе взаимодействуют не только центры антагонистических групп мышц обеих ног, но и подключаются к этому нервные центры, руководящие мышцами туловища и рук.
Столь сложное взаимодействие и координация нервных центров вызывает согласованную деятельность мышц тела, а, значит, и совершенство и согласованность наших движений возможно благодаря сложному взаимодействию и координации нервных центров.
Часто мышечные рефлексы возникают в ответ на раздражение рецепторов, которые находятся в самых мышцах или сухожилиях. Примером может быть коленный рефлекс. Сложные действия нашей повседневной жизни, например, ходьба, осуществляются вследствие действия не отдельного органа, а целой группы органов опорно-двигательного аппарата, что вызвано регулирующей функцией нервной системы.
Статическая и динамическая работа мышц
Работу мышц во время сокращения можно измерить. Для этого значение массы поднимаемого груза умножают на высоту поднятия. Если груз увеличить – работа возрастёт, а потом, достигнув определённого уровня (макси-мума для каждой отдельной мышцы), постепенно будет снижаться. Если мышца не способна поднять достаточно большой груз, то работа будет равна нулю. Если взять средний для определённой мышцы груз и поднимать его с различной частотой, то окажется, что наибольшую работу мышца будет выполнять при среднем ритме движений.
Средняя величина нагрузки и темпа движений для каждого человека неоди-наковы. Наибольшие они у спортсменов и людей, которые занимаются физическим трудом. Каждый человек может поднять пределы этих величины, значит, повысить свою трудоспособность тренируя свои мышцы. Однако работа человека зависит не только от правильного выбора темпа и нагрузки. Состояние нервной системы также имеет большое значение. Уникальна роль сознания, связанного с работой головного мозга, в этом процессе. Интерес к выполняемой работе, понимание её значения, необходимости и важности существенно влияют на продуктивность труда.
Различают работу мышц динамическую и статическую.
Динамическая работа – это работа, которая осуществляется мышцами во время их перемещения (управление токарным верстаком, пиление дров и т.п.); в этом случае сокращение мышц чередуется с их расслаблением.
Во время статической работы (удерживание груза, позы) мышцы длительное время находятся в напряжении, однако положения в пространстве не изменяют.
Усталость мышц
Длительная непрерывная работа мышцы становится причиной постепенного снижения трудоспособности мышц обусловленного двумя основными причинами.
Первой из них является то, что значительно раньше, чем само мышечное волокно утомляется нервно-мышечное соединение (синапс), передающее возбуждение с нерва на мышцу.
И.М. Сеченов установил, что обновления трудоспособности уставших мышц можно достичь быстрее, если перейти с одного вида работы на другой. Такой вид отдыха был назван И.М. Сеченовым активным, в отличие от обычного покоя. Опираясь на эти факты он доказал, что прежде всего усталость развивается в нервных центрах, координирующих работу мышц.
Второй причиной усталости работающей мышцы является накопление в ней недоокисленных продуктов распада (молочной кислоты) через недостаток кислорода, а также в ней истощаются энергетические запасы. Когда временно мышца находится в состоянии покоя прекращая работу, кровь успевает удалить из неё продукты распада и доставить необходимые питательные вещества. Усталость исчезнет, а мышца возобновит трудоспособность.
