Работа мышц

Мышцы нашего тела, сокращаясь, производят определенную работу даже в том случае, когда они не приподнимают никакого груза и не преодолевают внешнего сопротивления. Даже в этих условиях они передвигают кости нашего тела, едва удерживают тело или часть его в определенном положении.

Изолированная мышца производит работу мышцы в том случае, когда к свободному концу подвешивается груз и она, сокращаясь, его приподнимает.

Рис. СХЕМА СТРОЕНИЯ МЫШЦ (ПО УХТОМСКОМУ). а — мышцы с параллельным ходом волокон; б — веретенообразная мышца, в — перистая мышца

Величину полезной работы мышцы, как и любой работы, измеряют килограммометрами, т. е. произведением величины поднятого груза на высоту подъема. Под одним килограммометром понимают поднятие 1 кг на 1 м. Так как мышцы лягушки, сокращаясь, поднимают груз на сравнительно небольшую высоту, а поднятый ими груз измеряется в граммах, то работу этих мышц обычно измеряют в грамм-миллиметрах, т. е. произведением величины груза в граммах на высоту в миллиметрах. Допустим, что икроножная мышца лягушки подняла груз в 250 г на высоту 3 мм, ее работа в этом случае будет равна 750 грамм-миллиметрам.

 

Если, постепенно увеличивая груз, измерять высоту подъема при разных нагрузках и высчитывать работу мышц, то окажется, что максимальную полезную работу мышца совершает не обязательно при поднятии наибольшего груза. Эти отношения видны из приводимых ниже данных.

Таким образом, мы видим, что наибольшую полезную работу мышцы совершили при поднятии груза весом в 150 г на высоту 5 мм.

Что такое работа мышц

Величина работы мышцы зависит от ее исходной длины. Чем длиннее мышца, тем на большую высоту она приподнимает груз при сокращении, а следовательно, производит большую работу. При подвешивании груза к мышце в условиях эксперимента мы растягиваем ее, благодаря чему она становится более длинной. Такая растянутая мышца при сокращении совершает большую работу.

В организме в обычных физиологических условиях мышца сокращается на 5% своей длины.

Не только исходная длина мышечного волокна определяет величину работы, но в условиях эксперимента — и сила раздражения. При нанесении подпорогового раздражения мышца не сокращается, а следовательно, не производит никакой работы. При пороговом раздражении мышца сокращается очень мало. По мере увеличения силы раздражения сокращение мышцы продолжает возрастать до определенного момента, когда дальнейшее увеличение силы раздражения уже не вызывает увеличения высоты сокращения. Для того чтобы измерить мощность мышцы, надо наносить раздражения такой силы, которые вызвали бы максимальное сокращение.

Груз в г.	0	50	100	150	200	250
Высота в мм, на которую поднят груз	15	9	7	5	2	0
Работа мышцы в грамм-миллиметрах	0	450	700	750	400	0

Нанося мышце раздражения, вызывающие максимальное сокращение, и подвешивая разные грузы, устанавливают величину груза, которую мышца уже не в состоянии поднять.

Величина этого груза будет показателем силы мышцы. Однако для сравнения пользуются величиной, получившей название абсолютной силы мышцы.

Абсолютную силу мышцы определяют в результате деления величины наименьшего груза, который мышца не в состоянии поднять, на количество квадратных сантиметров поперечного сечения мышцы. Но нужно учесть, что сила мышцы зависит от поперечного сечения всех волокон, имеющихся в данной мышце. Так как мышцы имеют разное строение, как видно на рис., то поперечное сечение мышцы не всегда совпадает с поперечным сечением всех волокон. Это совпадение наблюдается только у мышц, у которых волокна идут параллельно. В мышцах же, имеющих перистое строение, а таково строение большинства мышц нашего тела, поперечное сечение всех волокон измеряется, как показано на рис..

Только после установления поперечного сечения всех волокон в квадратных сантиметрах вес максимального груза, поднятого мышцей, делят на поперечное сечение и таким образом устанавливают абсолютную силу мышцы.

 

Статья на тему Работа мышц