Работа мышц - Учебное пособие по биологии для учеников 8 класса

Работа мышц

Мышцы, сокращаясь или напрягаясь, производят работу. Она может выражаться в перемещении тела или его частей. Такая работа совершается при поднятии тяжестей, ходьбе, беге. Это динамическая работа. При удерживании частей тела в определённом положении, удерживании груза, стоянии, сохранении позы совершается статическая работа. Одни и те же мышцы могут выполнять и динамическую, и статическую работу.

Сокращаясь, мышцы приводят в движение кости, действуя на них, как на рычаги. Кости начинают двигаться вокруг точки опоры под влиянием приложенной к ним силы.

Движение в любом суставе обеспечивается как минимум двумя мышцами, действующими в противоположных направлениях. Их называют мышцы‑сгибатели  и мышцы‑разгибатели.  Например, при сгибании руки двуглавая мышца плеча сокращается, а трёхглавая мышца расслабляется. Это происходит потому, что возбуждение двуглавой мышцы через центральную нервную систему одновременно вызывает расслабление трёхглавой мышцы.

Работой мышц управляет нервная система, она обеспечивает согласованность их действий, приспосабливает их работу к реальной обстановке, делает её экономичной. Учёные установили, что деятельность скелетной мускулатуры человека имеет рефлекторный характер. Непроизвольное отдёргивание руки от горячего предмета, дыхательные движения, ходьба, различные трудовые движения – все это двигательные рефлексы различной сложности.

Без работы мышцы со временем атрофируются. Однако если мышцы работают без отдыха, наступает их утомление. Это нормальное физиологическое явление. После отдыха работоспособность мышц восстанавливается.

Развитие утомления мышц связано прежде всего с процессами, происходящими в центральной нервной системе. Утомлению способствует и накопление в мышце в процессе работы продуктов обмена веществ. Во время отдыха кровь уносит эти вещества, и работоспособность мышечных волокон восстанавливается.

Скорость развития утомления зависит от состояния нервной системы, ритма работы, величины нагрузки, тренированности мышц.

Постоянные занятия спортом, физическим трудом способствуют увеличению объёма мышц, возрастанию их силы и работоспособности.

ГЛАДКИЕ МЫШЦЫ: СТРОЕНИЕ И РАБОТА.  Гладкие мышцы входят в состав стенок внутренних органов: желудка, кишечника, матки, мочевого пузыря и других, а также большинства кровеносных сосудов. Гладкие мышцы сокращаются медленно и непроизвольно. Они состоят из одноядерных веретеновидных клеток небольшого размера.

Основой сократимости гладких мышц, так же как и поперечнополосатых, является взаимодействие белков актина и миозина. Однако нити актина и миозина расположены в клетках гладких мышц не так упорядоченно, как в поперечно‑полосатых. Скорость скольжения актина относительно миозина мала: в 100 раз меньше, чем в поперечно‑полосатых мышцах. Поэтому гладкие мышцы и сокращаются так медленно – в течение десятков секунд. Но благодаря этому они могут оставаться в сокращённом состоянии очень долго.

При кратковременном прекращении работы, т. е. за время отдыха, работоспособность мышц быстро восстанавливается, так как кровь удаляет из них вредные продукты обмена. У тренированных людей это происходит очень быстро. У людей, не напрягающих свой организм физическими упражнениями, кровоток в мышцах слабее, поэтому продукты обмена выносятся медленно, и после физических нагрузок люди долго ощущают боль в мышцах.

• Мышцы тренированных людей способны развивать фантастические усилия. Например, атлет‑супертяжеловес смог выжать на спине штангу весом 2844 кг. Это без малого три тонны! Если же человек находится в состоянии сильного возбуждения, то его физические возможности достигают порой невероятного уровня. Во время землетрясения в Японии мать вытащила ребёнка из‑под завала, подняв голыми руками бетонную плиту, которую потом смогли сдвинуть лишь краном.

Как усилить свои мышцы? Во‑первых, под влиянием постоянных тренировок мышечные клетки постепенно увеличиваются в размерах. Это происходит за счёт активного синтеза новых молекул сократительных белков – актина и миозина. Чем крупнее мышечная клетка, тем большее усилие она способна развивать, а значит, мышцы становятся сильнее. Во‑вторых, необходимо тренировать нервные центры, управляющие мышцами, для того чтобы эти центры смогли одновременно вовлекать в работу большее число мышечных клеток. Этот процесс называется синхронной активацией мышц .

• Даже самые простые движения требуют участия большого числа мышц. Например, для того чтобы сделать один шаг, человеку необходимо сократить и расслабить около 300 мышц.

• Коэффициент полезного действия мышц не очень высок, и значительная часть затраченной ими энергии уходит на выработку тепла. И это вовсе не плохо. Ведь нам надо поддерживать постоянную температуру тела. А где взять тепло? Вот мышцы нас теплом и обеспечивают. Вспомните, когда нам холодно, мы начинаем подпрыгивать, хлопать руками и т. п. Таким образом мы заставляем мышцы интенсивнее сокращаться, а значит, вырабатывать больше тепла.

Проверьте свои знания

1. Сформулируйте определения понятий «динамическая работа», «статическая работа». Приведите примеры динамической и статической работы мышц.

2. Вспомните из курса физики, что такое рычаг. Используя рисунок, объясните, как мышца приводит в движение кости скелета, действуя на них, как на рычаги.

3. Приведите примеры мышц‑сгибателей и мышц‑разгибателей локтевого сустава; коленного сустава.

4. Почему длительное стояние утомительнее ходьбы?

5. В чём причина развития утомления мышц? От чего зависит скорость утомления мышцы и скорость восстановления её работоспособности?

6. Верно ли утверждение, что вся мышечная деятельность носит рефлекторный характер? Обоснуйте свой ответ.

7. Где располагаются гладкие мышцы в организме человека? Каковы особенности их функционирования по сравнению с поперечно‑полосатыми? Чем это объясняется?

Сокращаясь или напрягаясь, мышцы совершают работу. Различают динамическую и статическую работу. Движения в суставах обеспечиваются как минимум двумя мышцами, действующими противоположно друг другу. Работой мышц управляет нервная система, эта работа носит рефлекторный характер.