Сила м’язів, робота м’язів
М'яз, як і всі інші органи, має складну будову. До його складу входить кілька тканин. Основу скелетного м'яза становить посмугована м'язова тканина.
Скорочуючись, м'яз стає коротшим і товщим, при цьому він виконує певну механічну роботу. Величина виконуваної роботи залежить від сили його скорочення і довжини, на яку м'яз коротшає.
Сила м'яза пропорційна кількості м'язових волокон, з яких він побудований, а точніше — площі поперечного перерізу всіх м'язових волокон м'яза.
Мал. 1. Схематичне зображення м'яза:
м'яз (а) складається з м'язових волокон (б), кожне з них містить міофібрили (е). Міофібрила (г) складається з товстих і тонких мюфіламентів (д). На рисунку показано один саркомер, обмежений з двох боків лініями (Zсмужки): / — ізотропний диск; А — анізотропний диск; Н — ділянка з меншою анізотропністю. Поперечний розріз міофібрили (е) дає уявлення про гексагональне розміщення товстих (міозинових) і тонких (актинових) міофіламентів
Практично, чим товщий м'яз, тим він сильніший. Довжина, на яку м'яз може зменшуватись (або висота, на яку м'яз підіймає вантаж), залежить від загальної довжини м'яза.
Скелетні м'язи, перекидаючись через суглоб, а іноді через два і більше суглобів, прикріплюються своїми кінцями до різних кісток. Вкорочення м'яза під час скорочення супроводжується зближенням його кінців і кісток, до яких прикріплений м'яз. При цьому кістки й суглоби, в яких здійснюється рух кістки, виконують функцію важелів.
У здійсненні кожного руху бере участь, як правило, кілька груп м'язів, причому м'язи однієї групи, наприклад передні м'язи плеча, скорочуються, а м'язи протилежної групи (задні) в цей час розслабляються. Завдяки одночасному скороченню і розслабленню протилежних груп м'язів забезпечується плавність рухів. М'язи, що виконують одну й ту саму роботу — один і той самий рух у певному суглобі, називають синергістами, а м'язи, що діють у протилежних напрямках, — антагоністами. Наприклад, усі м'язи, які здійснюють згинання плечового суглоба, складатимуть групу синергістів цього руху, синергістами між собою будуть і м'язи, що зумовлюють розгинання цього суглоба. Однак ці дві групи м'язів — згиначі і розгиначі — одна відносно одної будуть антагоністами. Антагоністична дія м'язів — важливе пристосування в роботі рухового апарату. Під час кожного руху напружуються не лише м'язи, що його здійснюють, а й їхні антагоністи, протидіючи тязі і тим самим надаючи рухові точності й плавності.
Узгоджене чергування скорочення і розслаблення різних груп м'язів та координація всіх рухів здійснюються нервовою системою і мають рефлекторний характер. Якщо ми, наприклад, наступили на щонебудь гостре або доторкнулись до чогось гарячого, то руку чи ногу ми відсмикнемо ще до того, як виникне відчуття болю. Гаряче тіло або колючий предмет подразнюють рецептори шкіри. Збудження, що виникло в них, по доцентрових нервових волокнах передається в центральну нервову систему, де відбувається передавання збудження на відцентровий нейрон, і до м'яза надходить імпульс, який викликає його скорочення і відсмикування ноги чи руки. В той же час у м'язахантагоністах виникає гальмування, і вони розслабляються. Інколи м'язизгиначі і м'язирозгиначі можуть одночасно перебувати в розслабленому (рука вільно провисає вздовж тіла) або скороченому (рука зафіксована зігнутою в ліктьовому суглобі) стані.
Часто м'язові рефлекси виникають у відповідь на подразнення рецепторів, що містяться в самих м'язах або сухожилках. Прикладом може бути колінний рефлекс. Складні дії нашого повсякденного життя, наприклад ходіння, здійснюються внаслідок узгодженої дії не окремого органа, а цілої групи органів опорно-рухового апарату, що зумовлено регулювальною функцією нервової системи.
Під час скорочення м'яз виконує роботу, яку можна виміряти. Для цього значення маси вантажу, який підіймає м'яз, множать на висоту його підняття. При збільшенні вантажу робота зростає, а потім, досягши певного рівня (максимуму для кожного окремого м'яза), поступово знижуватиметься. Якщо вантаж досить великий і м'яз не здатний його підняти, робота дорівнюватиме нулю. Якщо взяти середній для певного м'яза вантаж і підіймати його з різною частотою, то виявиться, що найбільша робота м'яза спостерігатиметься при середньому ритмі рухів.
Середні величини навантажень і темпу неоднакові у різних людей. Найбільші вони у людей, що займаються фізичною працею, і спортсменів. Кожна людина може, тренуючи м'язи, підняти межі цих величин і, отже, підвищити свою працездатність. Проте робота людини залежить не лише від вірного підбору навантаження і темпу. Велике значення має і стан нервової системи. Винятково велике значення має свідомість, яка пов'язана з головним мозком. Інтерес до виконуваної роботи, розуміння її значення, необхідності й важливості відчутно впливають на продуктивність праці.
Роботу м'язів поділяють на статичну й динамічну.Динамічна робота — це робота, що здійснюється м'язами під час їх переміщення (керування токарним верстатом, пиляння дров тощо); у цьому разі скорочення м'язів чергується з їх розслабленням.
Під час статичної роботи (утримання вантажу, пози) м'язи перебувають у тривалому напруженні, однак не змінюють свого положення в просторі.
Тривала безперервна робота м'яза спричинює поступове зниження працездатності — втому. Зниження працездатності м'язів зумовлене двома основними причинами. Першою з них є те, що нервово-м'язове з'єднання (синапс; мал. 2), через яке збудження передається з нерва на м'яз, стомлюється значно раніше, ніж м'язові волокна. І. М. Сєченов установив, що відновлення працездатності стомлених м'язів відбувається швидше, якщо перейти з задного виду роботи на Інший. Наприклад, стомлена рука відпочиває швидше, якщо працюють м'язи другої руки. Такий відпочинок І. М. Сєченов назвав активним, на відміну від простого спокою. Ці факти він розглядав як доказ того, що втома розвивається насамперед у нервових центрах.
Другою причиною втоми працюючого м'яза є нагромадження в ньому недоокиснених продуктів розщеплення (молочної кислоти) внаслідок нестачі кисню, а також виснаження в ній енергетичних запасів. Якщо м'яз тимчасово припиняє роботу і перебуває в стані спокою, то кров видаляє з нього продукти розщеплення і постачає йому поживні речовини. Втома зникає, м'яз відновлює працездатність.
Значення фізичних вправ для правильного формування скелета і м'язів. Опорнорухова система людини починає формуватися ще в зародковому стані. Ворушіння плода задовольняє потребу м'язів у рухах. Після народження потреба в рухах у дитини виявляється у невпорядкованих рухах рук і ніг. Однак такі рухи доцільні: вони привчають дитину координувати рухи кінцівок і тренувати м'язи. Поступово у дитини розвиваються узгоджені рухи і зростає сила м'язів.
Мал. 2. Субмікроскопічна будова синаїїса:
1 — кейропротофібрили; 2 — мітохондріі; З — синаптичні міхурці; 4 — пресинаптична мембрана; 5 — постсинаптична мембрана; 6 — синаптична щілина
Як відомо, м'язи прикріплені до кісток своїми сухожилками. Систематична інтенсивна робота м'язів сприяє збільшенню їхньої маси, що, в свою чергу, стимулює ріст кісток. Слабким м'язам важко підтримувати тулуб у правильному положенні, в зв'язку з чим розвивається сутулість, викривлення хребта, порушення нормальної діяльності серцево-судинної системи, дихання, травлення. Отже, чим краще розвинені м'язи тіла, тим надійнішим стає скелет і міцнішим здоров'я.
У дитячому віці не можна підіймати важкі вантажі або носити тісне взуття, оскільки це може спричинити неправильний розвиток стопи, її склепіння вирівнюється — виникає плоскостопість.
Форма і розміри м'яза, а також напрямок його волокон залежать від виконуваної ним роботи (мал. 3). За формою розрізняють три основних види м'язів — довгі, короткі і широкі. Довгі м'язи розміщені переважно на кінцівках. Бони мають веретеноподібну форму. Деякі довгі м'язи починаються кількома голівками на різних кістках або в різних місцях однієї кістки, потім ці голівки з'єднуються і на другому кінці м'яза переходять у спільний сухожилок. Відповідно до кількості голівок такі м'язи називають двоголовими, триголовими і чотириголовими.
Короткі м'язи розміщені між окремими хребцями і ребрами; тут частково збереглося сегментарне розміщення м'язів.
Широкі м'язи розміщені переважно на тулубі і мають форму пластів різної товщини. Сухожилки таких м'язів являють собою широкі пластинки (апоневрози; м'язи живота).
Використана література:
1. Біологія: Навч. посіб. / А. О. Слюсарєв, О. В. Самсонов, В.М.Мухін та ін.; За ред. та пер. з рос. В. О. Мотузного. — 3тє вид., випр. і допов. — К.: Вища шк., 2002. — 622 с.: іл.
2. Медична енциклопедія. В 4-х томах. – М., 1986.