Даже если человек находится в неподвижном положении, его мышцы все равно производят работу, поддерживая корпус и координируя тело в пространстве. В теле человека огромное количество мышц, объединенных в группы, которые работают слаженно, обеспечивая нормальную двигательную активность. Давайте узнаем, что такое статические и динамические мышцы, а также как использовать эти знания для грамотного тренинга. Много полезной информации по тренировкам и питанию вы узнаете в фитнес-клубе «Мультиспорт», где работают опытные специалисты, которые помогут вам достичь желаемых целей в фитнесе и спорте.
Виды работы мышц
Существует два вида работы мышц: статическая и динамическая. Если при работе мышц происходят движения в суставах, то ее называют динамической. Если суставы неподвижны, то работа мышц заключается в поддержании тела в определенном положении. В таком случае мышечную работу называют статической.
Легко понять, чем отличается динамическая и статическая работа мышц: в первом случае суставы совершают движение, во втором случае – остаются неподвижно. Теперь разберемся, чем характеризуется каждый вид работы.
Ключевой характеристикой динамичной работы мышц является энергозатратность. Несмотря на то, что мышцы тратят энергию в статике, во время активного движения ее затрачивается в разы больше.
Динамическая работа мышц
Под динамической работой мышц подразумевается двигательная активность, при которой происходит попеременное расслабление и сокращение мышц для перемещения тела в пространстве или выполнения определенного движения.
При выполнении динамической работы происходят физиологические реакции организма, которых не возникает во время статической мышечной работы. Примером таких реакций служит увеличение пульса и артериального давления во время активности. Интенсивность проявления реакций зависит от разных факторов: тренированности человека, силы и частоты мышечного сокращения, и даже от того, в каком положении находилось тело до начала активности.
Динамическую работу классифицируют по количеству работающих мышц:
- Глобальная – если в движении принимают участие более двух третей от всех мышц тела;
- Региональная – если в движении задействовано менее двух третей от общего количества мышц;
- Локальная – если в движение участвует менее трети от всех мышц.
Например, базовые упражнения, вроде приседаний, становой тяги, прыжков задействуют огромное количество мышц, в результате чего происходит глобальная или региональная динамическая работа. Изолированные упражнения, например, подъем штанги на бицепс, разгибания на трицепс подключают в работу не слишком много мышц, а потому происходит локальная динамическая работа.
Динамическая работа мышц может быть преодолевающей и уступающей, что значит преодоление сопротивления и непротиводействие. Рассмотрим на примере мышц рук: при отведении выполняется преодолевающая динамическая работа, при приведении – уступающая. А при удержании руки в определенном положении выполняется статическая или удерживающая работа мышц.
Статическая работа мышц
Если вам интересно, какая работа мышц называется динамической и статической, то с первой уже разобрались. Динамическая работа возникает во время любого движения или физической активности. Теперь узнаем, какое отличие у статической работы.
При статической работе мышцы постоянно сокращаются, чтобы удерживать тело в определенном положении или обеспечивать выполнение простых бытовых действий.
При статической работе не происходит чрезмерного потребления кислорода и активации кровотока, но проявляются различные физиологические реакции и происходят энергетические затраты. Например, при выполнении статических упражнений, планки или стульчика тело тратит энергию на удержание определенного положения. Поэтому нагрузку мышц можно получить в статике, хотя энергозатраты, конечно, не сравнятся с динамической работой. Физиологические реакции организма в виде учащения пульса и повышения давления зависит от продолжительности работы и силы сокращений.
Между статической и динамической работой мышц есть различия, например, динамическая работа обеспечивается сокращающимися и расслабляющимися мышцами, а статическая – непрерывно сокращающимися. Но эти виды работы последовательно сменяют друг друга в нашей повседневной деятельности и не могут существовать друг без друга.
Что еще важно знать
В реальной жизни мышцы не работают изолированно, поэтому таблиц о конкретно динамической или статической работе вы не найдете. Важно помнить, что в статике всегда есть элементы динамики и наоборот.
Планируя тренировки на увеличение силы мышц, следует включать плиометрические и статические упражнения чтобы развивать медленные и быстрые мышечные волокна, что сделает вас сильнее и выносливее.
Многих интересует быстрое утомление мышц при статической нагрузке. Дело в том, что перманентное сокращение определенных мышц затрудняет насыщение клеток кислородом и выведение продуктов распада, что приводит к усталости. Во время динамических движений такого не происходит, поэтому поднимать и опускать руку вы можете дольше, чем удерживать ее в неподвижном положении.
Если вас интересует, что такое статические и динамические мышцы, а также как применить знания на практике, то приходите в клуб «Мультиспорт», где вас ждет множество интересных активностей, профессиональные тренеры, современно оборудованные залы и многое другое. Звоните прямо сейчас, чтобы получить подробную консультацию!
ЛЕКЦИЯ 5. ФИЗИОЛОГИЯ ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА. ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯМИ
Режимы и виды мышечных сокращений
Режимыивидымышечныхсокращений
Работа скелетных мышц подразделяется на статическую (поддержание груза, позы) и динамическую (перемещение). Различают три режима работы мышцы: изотонический, изометрический и ауксотонический. Изотонический режим имеет место при отсутствии нагрузки на мышцу, когда мышца закреплена с одной стороны и может свободно сокращаться (например, мышца языка).
Изометрический режим характерен для мышц, оба конца которых закреплены. В момент активности мышцы напряжение в ней нарастает, но поскольку оба конца закреплены, мышца не укорачивается. Такой режим сокращения иначе называется режимом постоянной длины и наблюдается при сохранении заданной позы, т.е. при выполнении статической работы. В этом случае в мышечном волокне не происходит механическая реакция перемещения актиновых и миозиновых нитей относительно друг друга, хотя процессы возникновения и разрушения актино-миозиновых мостиков все равно присутствуют. Возникающее в такой мышце напряжение зависит от величины нагрузки и длительности работы.
Ауксотонический или смешанный режим характеризуется изменением длины и тонуса мышцы, что наблюдается при перемещении грузов. В этом случае совершается механическая работа (А) мышцы, равная произведению поднимаемого веса (Р) на расстояние (h): А=Р·h (кг/м). Такой режим проявляется при выполнении динамической работы, даже при отсутствии внешнего груза, т.к. перемещение человека связано с преодолением силы тяжести тела.
Виды мышечных сокращений. У скелетной мышцы различают одиночное и суммированное сокращение – тетанус. При регистрации сократи-
тельной активности в изометрическом режиме (когда оба конца мышцы закреплены), выделяют первую фазу, когда происходит нарастание напряжения (силы), – фазу напряжения, и вторую фазу, когда происходит падение напряжения до исходной величины, – фазу расслабления.
При регистрации сократительной активности в изотоническом режиме есть соответственно фаза укорочения и фаза удлинения. Если действие раздражителя происходит с большими интервалами, то мышца каждый раз отвечает одиночным сокращением. В случае, когда раздражитель действует на мышцу в момент фазы расслабления или удлинения, т.е. одно сокращение еще не закончилось, а уже возникло новое, происходит частичная суммация.
| Физиология. Конспект лекций | -99- |
ЛЕКЦИЯ 5. ФИЗИОЛОГИЯ ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА. ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯМИ
Режимы и виды мышечных сокращений
При подобном множественном воздействии возникает явление зубчатого тетануса. Если раздражения наносятся с еще меньшим интервалом и каждое последующее раздражение попадает в фазу укорочения или напряжения, то возникает так называемый гладкий тетанус. Амплитуда гладкого тетануса зависит от частоты раздражения, т.е. от того, в какую фазу периода относительной рефрактерности (следовой гиперполяризации или деполяризации) подействует следующий стимул. При раздражении в фазу следовой деполяризации – период экзальтации (повышенной возбудимости) – амплитуда будет большой – оптимум; в период следовой гиперполяризации (сниженная возбудимость) амплитуда будет намного меньше – пессимум.
Для гладких мышц виды сокращений иные. Для тонических гладких мышц в условиях покоя характерно наличие базального тонуса – определенного напряжения – и определенная фазная активность. При действии на них ингибитора сократительной активности характерно снижение базального тонуса и уменьшение частоты генерации медленных фазных сокращения или их амплитуды. При воздействии раздражителя, стимулирующего мышечные сокращения, наоборот, происходит повышение базального тонуса, частоты и амплитуды фазных сокращений. Фазные сокращения в обоих случаях являются одиночными. Другие фазно-тонические мышцы имеют базальный тонус, но фазных сокращений в покое не генерируют. Поэтому в ответ на стимуляцию такая мышца повышает базальный тонус и начинает генерировать фазные сокращения.
Скелетная и гладкая мышцы по-разному отвечают на пассивное растяжение. В скелетных мышцах в ответ на растяжение напряжение (сила) нарастает. В гладких мышцах первоначально тоже происходит нарастание напряжения, но через 30-60 с оно спонтанно снижается почти до исходного уровня. То есть гладким мышцам свойственна пластичность. Так, в мочевом пузыре при накоплении мочи давление не возрастает, т.к. гладкие мышцы пузыря при таком растяжении постепенно снижают свой базальный тонус.
Энергетика мышечного сокращения. Для обеспечения процессов со-
кращения и расслабления мышц потребляется энергия АТФ, при расщеплении которой образуется АДФ, молекула фосфата и 10 ккал энергии на 1 моль. Скорость оборота АТФ в клетке очень велика, поэтому существует постоянная необходимость ресинтеза АТФ. Восстановление АТФ в анаэробных условиях происходит двумя путями: медленным и быстрым. Медленное восстановление происходит за счет анаэробного расщепления глюкозы – реакции гликолиза, с образованием в конечном итоге молочной кислоты и АТФ.
| Физиология. Конспект лекций | -100- |
ЛЕКЦИЯ 5. ФИЗИОЛОГИЯ ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА. ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯМИ
Режимы и виды мышечных сокращений
Быстрое восстановление происходит за счет распада в мышечного креатинфосфата, с образованием АТФ и креатина. Существуют и аэробные пути восстановления запасов АТФ – за счет реакций окисления жиров и углеводов в митохондриях (цикл Кребса).
Среди всех источников энергии жиры обладают наибольшей энергетической емкостью, т.к. при расходовании 1 моля АТФ выделяется около 10 ккал энергии, 1 моля креатинфосфата – 10,5 ккал, 1 моля глюкозы при анаэробном расщеплении – 50 ккал, аэробном окислении глюкозы – 700 ккал, а при окислении жиров – 2400 ккал. Однако использование жиров при работе высокой мощности ограничено трудностью доставки кислорода к работающим тканям.
Морфофункциональныеосновымышечнойсилы
Сила мышцы зависит от ряда морфологических и физиологических факторов: количества и свойств мышечных волокон в мышце, от исходной длины мышцы, характера нервных импульсов, механических условий действия мышцы на кости скелета. Сила мышцы является суммой силы отдельных мышечных волокон. Например, установлено, что одно мышечное волокно икроножной мышцы развивает напряжение равное 100–200 мг, а одна двигательная единица (ДЕ) икроножной мышцы представлена 2000 тысячами мышечных волокон, соответственно может развивать напряжение в 200–400 г. Однако одна икроножная мышца содержит до 1000 ДЕ, следовательно, развиваемое напряжение может составлять 200–400 кг.
Сила мышцы очень зависит от ее анатомического и физиологического поперечного сечения. Физиологическое поперечное сечение мышцы представляет собой площадь поперечного сечения всех образующих ее мышечных волокон. Чем больше поперечное сечение, тем больше сила мышцы.
Влияние на силу мышцы ее исходной длины определяется изменением количества поперечных мостиков, которые могут образоваться при движении относительно друг друга актиновых и миозиновых волокон. Чем больше образуется актиново-миозиновых мостиков, тем больше тяга сократительных белков и соответственно больше сила мышцы. При этом наибольшее количество актиново-миозиновых мостиков образуется при небольшом растяжении мышцы, т.е. растяжении до некоторой оптимальной величины. Объясняется этот факт тем, что при слишком большом растяжении саркомера нити актина настолько далеко расходятся в стороны, что не могут контактировать с мио-
| Физиология. Конспект лекций | -101- |
ЛЕКЦИЯ 5. ФИЗИОЛОГИЯ ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА. ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯМИ
Морфофункциональные основы мышечной силы
зином. Тогда как в случае резкого сокращения мышцы нити актина перекрывают друг друга в це нтре, что также препятствует образованию контактов с миозином.
Одним из важнейших факторов, оказывающих влияние на силу мышц, является состав или композиция мышечных волокон, образующих мышцу. Различают три типа мышечных волокон:
–медленные неутомляемые – I типа,
–быстрые неутомляемые – II-а типа,
–быстрые утомляемые – II-б типа.
Медленные волокна иначе называют медленными окислительными волокнами. Это выносливые и легко возбудимые волокна, с богатым кровоснабжением, большим количеством митохондрий, запасов миоглобина, использующие для энергообразования окислительные процессы. Чаще всего такие мышцы используются при статической работе, например поддержании позы. Быстрые неутомляемые волокна тоже являются окислительными, однако они менее возбудимы, чем медленные волокна.
Быстрые утомляемые волокна иначе называют быстрыми гликолитическими волокнами, использующими анаэробные процессы энергообразования. Они менее возбудимы, поэтому включаются в работу только при больших нагрузках. С их помощью обеспечиваются быстрые и мощные сокращения мышц. В среднем мышцы человека состоят на 50,4 % из медленных волокон, на 18,5 % – из быстрых неутомляемых и на 31,1 % – из быстрых утомляемых волокон. Соотношение мышечных волокон разного типа в разных мышцах отличается. При этом состав мышечных волокон в одной и той же мышце у разных людей индивидуален, т.е. зависит от врожденных типологических особенностей. В ходе направленного тренировочного процесса развитие силы происходит за счет нарастания объема быстрых волокон, но не их количества.
Влияние характера нервных импульсов на развитие силы проявляется в увеличении числа активных ДЕ, увеличении частоты нервных импульсов и увеличении синхронизации ДЕ, когда увеличение силы мышцы происходит за счет одновременной тяги всех активных мышечных волокон.
Механические условия работы мышцы, т.е. точка приложения ее силы и точка приложения сопротивления (поднимаемого груза), оказывают существенное влияние на мышечную силу. Например, вес поднимаемого груза при сгибании руки в локте составляет около 40 кг, тогда как сила мышц сгибателей достигает порядка 250 кг, а тяга сухожилий – 500 кг.
| Физиология. Конспект лекций | -102- |
ЛЕКЦИЯ 5. ФИЗИОЛОГИЯ ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА. ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯМИ
Морфофункциональные основы мышечной силы
Основныепринципыорганизациидвижений
В двигательной активности человека различают сознательно управляе-
мые произвольные движения и непроизвольные движения, представляю-
щие собой безусловные реакции либо автоматизированные двигательные навыки. В основе управления произвольными движениями человека лежит
рефлекторное регулирование и программное управление.
Рефлекторное регулирование обеспечивается наличием обратных афферентных связей между рабочими органами (блок оценки результата действия) и нервными центрами программирования и регуляции контроля двигательной активности. Обратная афферентная связь позволяет нервным центрам вносить поправки в моторные команды по ходу действия.
Программное управление является филогенетически более молодым механизмом регуляции движений. Программное управление обеспечивает предварительное программирование движений, независимое от афферентных проприоцептивных влияний. То есть в данном случае отсутствует замкнутое кольцо регуляции, активность во многих сокращающихся мышцах возникает гораздо раньше, чем регистрируются обратные афферентные импульсы. Такое управление используется при выполнении прыжков, бросков, ударов, метаний.
Среди нервных центров, обеспечивающих двигательную активность, можно выделить три функциональных блока: блок регуляции уровня бодрствования, блок приема, переработки и хранения информации и блок программирования и регуляции контроля движений.
Блок регуляции уровня бодрствования представлен структурами не-
специфической системы активации, в частности ретикулярной формацией ствола мозга. Неспецифические отделы нервной системы модулируют функциональное состояние выше- и нижележащих отделов, вызывая состояния сна или бодрствования, повышенной активности, увеличивая или уменьшая мощность двигательных реакций.
Блок приема, переработки и хранения информации расположен в задних отделах полушарий головного мозга и включает в себя зрительные, слуховые, соматосенсорные области коры и соответствующие подкорковые структуры. В первичных корковых полях этого блока возникает ощущение, во вторичных – происходят процессы опознания. Высшим отделом этого блока являются третичные ассоциативные поля, где создается обобщенный
| Физиология. Конспект лекций | -103- |
ЛЕКЦИЯ 5. ФИЗИОЛОГИЯ ДВИГАТЕЛЬНОГО АППАРАТА. ПРИНЦИПЫ УПРАВЛЕНИЯ ДВИЖЕНИЯМИ
Основные принципы организации движений
образ внешнего мира. Благодаря работе данного блока обеспечивается пространственная ориентация движений.
Блок программирования и регуляции контроля движений пред-
ставлен нервными центрами, расположенными в передних отделах больших полушарий. В его состав входят двигательные области коры головного мозга, префронтальные ассоциативные области. Этот блок осуществляет общую регуляцию поведения, формирование намерения, программы произвольных движений, а также контроль за их исполнением.
Контрольныевопросы
1.Классификация и функции мышечных волокон.
2.Особенности нервно-мышечного аппарата.
3.Механизмы сокращения и расслабления мышечного волокна.
4.Режимы и виды мышечных сокращений.
5.Каковы морфофункциональные основы мышечной силы?
6.Основные принципы организации движений.
7.Каково значение АТФ в процессе сокращения мышечных волокон?
8.Способы ресинтеза АТФ, их мощность и емкость.
| Физиология. Конспект лекций | -104- |
Соседние файлы в предмете Анатомия и физиология
- #
- #
- #
- #
- #
- #
- #
Описаны режимы работы мышц (режимы мышечного сокращения, режимы сокращения мышц): изометрический, преодолевающий (концентрический), уступающий (эксцентрический). Дана характеристика изменений (гипертрофии, силы и повреждений мышц), происходящих в скелетных мышцах при выполнении силовых упражнений в различных режимах их работы.
Режимы работы (сокращения) мышц
Классификация режимов работы мышц на основе изменения длины мышцы
В биомеханике основным классификационным признаком является длина мышцы. На основе того, что происходит с длиной мышцы режимы работы мышц делятся на изометрический и динамический.
Изометрический режим работы мышц
Скелетные мышцы могут работать не меняя своей длины. Такой режим работы мышц называется изометрический. Иногда говорят, что мышца работает в статическом режиме. Как пример такой работы — удержание гантели в руке, не меняя ее положения. В этом случае мышцы-сгибатели предплечья (двуглавая мышца плеча, плече-лучевая мышца и др.) не меняют своей длины. В чем особенность этого режима? Мышца возбуждена, должна укорачиваться, а ее длина не меняется. Это происходит из-за того, что внешняя сила уравновешивает силу, которую развивает мышца (правильнее, конечно говорить, что момент внешней силы равен моменту силы тяги мышцы, но этот нюанс можно опустить).
Динамический режим работы мышц
Если длина мышцы меняется, неважно она уменьшается или увеличивается, то принято говорить, что мышца работает в динамическом режиме. Как пример такой работы — сгибание и разгибание руки в локтевом суставе, удерживая в руке гантель. В этом случае мышцы-сгибатели предплечья вначале укорачиваются (это происходит при сгибании руки), затем — удлиняются (это происходит при разгибании руки в локтевом суставе).
Преодолевающий режим работы мышц (концентрический режим работы мышц)
Мышца работает в преодолевающем режиме, если ее длина уменьшается. Как пример — сгибание руки в локтевом суставе, удерживая в руке гантель. Преодолевающий режим является разновидностью динамического режима работы мышц. При работе в этом режиме усилие, развиваемое мышцами больше внешней силы (правильнее, конечно, говорить, что момент силы, развиваемый мышцами, больше момента внешней силы). Мышца как бы «преодолевает» внешнюю нагрузку. В англоязычной литературе этот режим сокращения мышцы называется концентрическим.
Уступающий режим работы мышц (эксцентрический режим работы мышц)
Мышца работает в уступающем режиме, если ее длина увеличивается. Как пример — разгибание руки в локтевом суставе, удерживая в руке гантель. Уступающий режим является разновидностью динамического режима. При работе в этом режиме развиваемое мышцей усилие меньше момента внешней силы (правильнее говорить момент силы мышц меньше внешнего момента силы). Мышца как бы «уступает» внешней силе. В англоязычной литературе этот режим называется эксцентрический режим работы мышц.
Различные режимы работы мышц иллюстрируют рис.1 и рис.2.
Следует обратить внимание на тот факт, что мышцы-антагонисты при выполнении движения работают в различных режимах. Например, при сгибании руки мышцы-сгибатели укорачиваются (преодолевающий режим), а мышцы-разгибатели (их антагонисты) — удлиняются (уступающий режим).
Изменения, происходящие в мышцах непосредственно или сразу после тренировочного занятия (срочный эффект тренировки)
Многочисленными исследованиями доказано, что выполнение физических упражнений в эксцентрическом (уступающем режиме, когда мышца удлиняется) режиме вызывает большие структурные повреждения мышечных волокон, чем другие режимы сокращения мышцы. Эти повреждения затрагивают в первую очередь Z-диски саркомеров, а также белки цитоскелета.
С биохимической точки зрения эксцентрические упражнения (упражнения, выполняемые в эксцентрическом режиме) представляют для организма значительно больший стресс, чем упражнения, производимые в других режимах: уровень креатинкиназы в крови (фермента, содержащегося в мышечных волокнах и выделяющегося в кровь при их разрушении) при работе в эксцентрическом режиме значительно превышает соответствующий показатель при работе в концентрическом (преодолевающем) и изометрическом режимах.
Если измерить силу мышц после выполнения упражнений в эксцентрическом режиме, то окажется, что она уменьшается значительно больше, чем при выполнении упражнений в концентрическом режиме. О чем это говорит? Это говорит о том, что в эксцентрическом режиме повреждено больше мышечных волокон.
Изменения, происходящие в мышцах после длительного применения физических упражнений (кумулятивный тренировочный эффект)
Показано, что долговременная адаптация скелетных мышц к упражнениям, выполняемым в эксцентрическом режиме, проявляется в несколько большей гипертрофии скелетных мышц по сравнению с другими режимами. Силовые тренировки в эксцентрическом режиме приводят к увеличению силы и жесткости скелетных мышц.
При выполнении силовых упражнений в изометрическом режиме увеличивается степень перекрытия мышечных и сухожильных волокон, несколько утолщается сухожилие и увеличивается площадь прикрепления сухожилия к кости. Именно поэтому рекомендуется в конце тренировки выполнять упражнения в изометрическом режиме (около 15 минут). Считается, что это позволяет уменьшить количество травм опорно-двигательного аппарата человека.
Если мышца сокращается в динамическом режиме (концентрическом или эксцентрическом режимах), в ней через некоторое время увеличивается длина мышечных волокон и уменьшается длина сухожилия. Компьютерное моделирование (U. Proske, D.L. Morgan, 2001) подтвердило целесообразность удлинения мышечной части и укорочения сухожильной. Авторами показано, что долговременная адаптация к выполнению эксцентрических упражнений проявляется в увеличении количества саркомеров в миофибриллах мышечных волокон и уменьшении сухожильной части. Это приводит к изменению оптимальной длины мышцы при развитии активного напряжения.
При выполнении силовых упражнений в динамическом режиме (концентрическом или эксцентрическом) возрастает количество нервных волокон, иннервирующих скелетную мышцу (в 4-5 раз больше, чем в изометрическом режиме).
Классификация режимов работы мышц на основе изменения длины и (или) тонуса мышцы
В физиологии принята несколько иная классификация режимов работы скелетных мышц. В качестве классификационных признаков используется длина и тонус мышцы. Согласно этим признакам режимы работы мышц делятся на три вида: изотонический, изометрический, ауксотонический. Эту классификацию даю по учебнику А.С. Солодкова, Е.Б.Сологуб (2005)
Изотонический режим работы мышцы
Изотонический режим (режим постоянного тонуса мышцы) наблюдается при отсутствии нагрузки на мышцу, когда мышца закреплена с одного конца и свободно сокращается. Напряжение в ней при этом не изменяется. Это происходит при раздражении изолированной мышцы лягушки, закрепленной одним концом на штативе. В таком режиме в организме человека работает только одна мышца — мышца языка. В настоящее время в литературе в качестве изотонического рассматривается такой режим работы мышцы с нагрузкой, при котором по мере изменения длины мышцы ее тонус не меняется.
Изометрический режим работы мышц
Изометрический режим (режим постоянной длины мышцы) характеризуется напряжением мышцы в условиях, когда она закреплена с обеих концов или когда она не может поднять слишком большой груз. В этом случае в мышечном волокне (миофибрилле) происходят процессы сокращения, при этом одни саркомеры укорачиваются, а другие — удлиняются.
Ауксотонический режим работы мышц
Ауксотонический режим (смешанный режим) характеризуется изменением и длины и тонуса мышцы. При этом режиме сокращения происходит перемещение груза. Этот режим также называется динамическим. Имеются две разновидности этого режима: преодолевающий (концентрический) — длина мышцы уменьшается, уступающий (эксцентрический) — длина мышцы увеличивается.
Классификация режимов работы мышц на основе изменения скорости сокращения мышцы
Изокинетический режим работы мышц
«Классификация», конечно, громко сказано. Как известно, мышцы сокращаются с различной скоростью. Этот вопрос подробно рассмотрен в моей докторской диссертации (А.В. Самсонова, 1998). Однако с появлением тренажеров, на которых можно было задавать постоянную скорость сокращения мышцы, стали выделить еще и изокинетический режим работы мышц. То есть изокинетический режим работы мышц — это режим, при котором скорость укорочения или растяжения мышцы постоянна.
Литература
- Самсонова, А.В. Моторные и сенсорные компоненты биомеханической структуры физических упражнений /А.В. Самсонова: автореф. дис…докт. пед. наук.- СПб.- 1998.- 48 с.
- Самсонова А.В, Барникова И.Э., Азанчевский В.В. Влияние силовых тренировок, выполняемых в различных режимах сокращения, на гипертрофию скелетных мышц человека // Труды каф. биомеханики. Сб. статей /Под ред. А.В.Самсоновой. В.Н.Томилова.- СПб, 2010.- С. 115-131.
- Jones, D.A. Human muscle strength training: the effects of tree different regimes and the nature of the resultant changes / D.A.Jones, O.M. Rutherford // J. Physiol. ,1987.- V.391.– P. 1-11.
- Frieden J, Lieber R.L. Eccentric exercise-induced injuries to contractile and cytoskeletal muscle fibre components //Acta Physiol. Scand. 2001, 171, P.321-326.
- Proske U. , Morgan D.L. Muscle damage from eccentric exercise: mechanism, mechanical signs, adaptation and clinical applications //Journal of Physiology, 2001.– V. 537.– N2, P.333–345.
С уважением, А.В. Самсонова
Похожие записи:
Сила тяжести
Дано определение силы тяжести. Показано, что сила тяжести является частным случаем силы гравитации. Описаны факторы, определяющие силу тяжести:…
Сила
Дано определение силы в механике. Описаны факторы, определяющие действие на тело силы: направление, точка приложения и численное значение.
Звенья тела человека как рычаги
Дано описание опорно-двигательного аппарата (ОДА) человека как системы рычагов. Приведен пример расчета силы двуглавой мышцы плеча…
Способ определения положения центров масс (центров тяжести) звеньев тела человека
Описан способ определения положения центров масс (центров тяжести, ЦТ) звеньев тела человека по Вильгельму Брауне и…
Распределение масс в теле человека
Описаны особенности распределения масс в теле человека. Дано понятие геометрии масс тела человека. Показано, что на…
Центр масс и центр тяжести тела
Описаны: центр масс (ЦМ) и центр тяжести (ЦТ) твердого тела. Приведены различные определения ЦМ и ЦТ тела. Показано…
Метаболический стресс. Накопление лактата в мышцах
Описан механизм влияния метаболического стресса (накопления лактата) на гипертрофию мышечных волокон. Показано, что накопление лактата приводит к…
Механическое повреждение мышечных волокон
Описаны механизмы механического повреждения мышечных волокон при силовой тренировке, приводящие к гипертрофии скелетных мышц. Показано, что…
Механическое напряжение (механотрансдукция) в скелетных мышцах
Описаны процессы передачи механического напряжения в скелетных мышцах. Показано, что механическое напряжение, возникающее вследствие сокращения скелетных…
Зависимость «сила-длина» мышцы
Описаны: история исследования зависимости «сила-длина мышцы», компоненты мышцы, зависимость «сила-длина» расслабленной (пассивной) и активной мышцы; «сила-длина»…
Отсроченное начало болезненности мышц. Стратегии лечения и факторы эффективности
Описаны симптомы, причины, теории отсроченного начала болезненности мышц (запаздывающих болезненных ощущений, DOMS), а также способы уменьшения этих болей:…
Срочные гормональные ответы у элитных тяжелоатлетов-юниоров
Изучалось изменение концентрации в крови: тестостерона, кортизола, гормона роста, бета-эндорфина и лактата у тяжелоатлетов-юниоров…
Особенности координации работы мышц
Работа мышц
Любое движение — это результат работы сразу нескольких групп мышц. В одном и то же время мышцы одной группы (передние мышцы плеча) сокращаются, а мышцы антагонистической группы (то ест, задние) — расслабляются. За счет одновременного сокращения и расслабления противоположных групп мышц в движениях достигается плавность.
Выделяют мышцы синергисты и антагонисты.
В первом случае речь идет о мышцах, которые выполняют одинаковую работу — то есть, одинаковое движение в конкретном суставе — мышцы синергисты.
Что такое мышцы антагонисты?
Мышцами антагонистами называются мышцы, действия которых противоположны друг другу.
Приведем примеры мышц синергистов и антагонистов.
Для того чтобы разобраться, где мышцы антагонистами и синергистами, рассмотрим простой пример. Сгибающие плечевой сустав мышцы — группа синергистов одного движения, как и мышцы, разгибающие этот сустав. По отношению друг к другу эти мышцы будут антагонистами.
Работа двигательного аппарата во многом зависит от антагонистического действия мышц. При каждом движении происходит напряжение не только провоцирующих это движение мышц, но также их антагонистов. Последние противостоят натяжению, что позволяет делать плавные и точные движения.
Нервная система контролирует согласованное чередование расслабления и сокращения различных групп мышц и координацию движения (им присущ рефлекторный характер).
При прикосновении к горячему мы одернем руку еще до того, как появится боль. Высокая температура вызывает раздражение рецепторов кожи. Возбуждение, которое в них возникает, передается по центростремительным нервным волокнам к центральной нервной системе. Там он передается на центробежный нейрон, а затем к мышце поступает импульс, который вызывает ее сокращение и одергивание руки.
В это же время в мышцах-антагонистах происходит торможение, мышцы расслабляются. В некоторых случаях наблюдается одновременное пребывание мышц-сгибателей и мышц-разгибателей в расслабленном или сокращенном состоянии.
Особенности регулирующей функции нервной системы
Слаженное взаимодействие противоположных групп мышц-антагонистов обеспечивает движение в суставах. Центральная нервная система осуществляет контроль их взаимного действия.
Когда возникают возбуждения в руководящем мышцами-сгибателями нервном центре, происходит торможение центра мышц-разгибателей. Когда конечность разгибается, возникают противоположные процессы: возбуждение центра разгибателей и торможение центра сгибателей.
Такое взаимодействие очень точное: затормаживание одного центра происходит до такой степени, до которой возбуждается антагонистический центр. К слову, конечность в это время может занять любое из возможных положений.
Ходьба или бег приводят к ритмическому изменению процессов возбуждения и торможения в нервных центрах сгибателей и разгибателей суставов обеих ног. Руки тоже участвуют в этих движениях, так как движутся в противоположных фазах. При выдвижении вперед левой ноги, левая рука отводится назад.
В связи с тем, что мышцы туловища параллельно осуществляют практически незаметные сокращения, то центр тяжести тела переходит на стоящую на земле ногу.
Из информации выше следует, что ходьба подразумевает взаимодействие как центров антагонистических групп мышц обеих ног, так и нервных центров, которые руководят мышцами туловища и рук.
В результате довольно сложного взаимодействия и координации нервных центров приводит к согласованной деятельности мышц тела. Поэтому совершенство и согласованность движений человека — заслуга взаимодействия и координации нервных центров.
Зачастую мышечные рефлексы являются ответом на раздражение рецепторов, расположенных в самих мышцах и сухожилиях. В качестве примера можно привести коленный рефлекс. Ходьба и прочие сложные действия, совершаемые нами в повседневной жизни, происходят в результате действия не отдельного органа, а группы органов опорно-двигательного аппарата. Это обусловлено регулирующей функцией нервной системы.
Специфика статической и динамической работы мышц
Работа мышц во время сокращения измеряется: нужно значение массы поднимаемого груза помножить на высоту поднятия. При увеличении груза работа возрастает, но когда она достигает некого максимума (у каждой мышцы он свой), то постепенно снижается. Если у мышцы нет возможности поднять довольно большой груз, то работа в этом случае равна нулю.
При среднем для определенной мышцы грузе, поднимаемом с различной частотой, наибольшая работа мышцы будет отмечаться при среднем ритме движений.
У каждого человека свои средняя величина нагрузки и темп движений. У спортсменов и людей, которые занимаются спортом, эти показатели выше. Каждый человек способен поднять пределы этих величин — это значит, что у него есть возможность повысить трудоспособность при тренировке мышц. Отмечается зависимость работы человека не только от верно подобранного темпа и нагрузки, но и от состояния нервной системы.
Также стоит отметить исключительную роль сознания, связанного с работой головного мозга. На продуктивность труда существенно влияют такие факторы как интерес к выполняемой работе, понимание ее значения.
Выделяют:
- динамическую работу мышц. Такая работа осуществляется мышцами в процессе их перемещения (управление верстаком, пиление дров и др). Отмечается чередование сокращения и расслабления мышц;
- статическую работы мышц. Это, к примеру, удерживание груза или позы. В этом случае мышцы продолжительное время находятся в напряжении без изменения положения в пространстве.
Усталость мышц
Постепенное снижение трудоспособности мышц связано с длительной непрерывной работой. Есть две основные причины:
- Заметно раньше утомления мышечного волокна происходит утомление нервно-мышечного соединения (синапса), который передает возбуждение с нерва на мышцу.
Ученым И. М. Сеченовым было установлено, что обновление трудоспособности уставших мышц можно достигнуть быстрее при переходе с одного вида работы на другой (переключение деятельности). Это так называемый активный вид отдыха. Сеченов доказал, что развитие усталости происходит в нервных центрах, которые отвечают за координацию работы мышц.
- Накопление в работающей мышце недоокисленных продуктов распада (молочной кислоты) через недостаток кислорода — вторая причина усталости мышц. Параллельно в ней истощаются энергетические запасы. В ходе временного нахождения мышцы в состоянии покоя, кровь удаляет из нее продукты распада и доставляет нужные питательные вещества. Таким образом усталость проходит, и мышца возобновляет трудоспособность.