Сила мышцы

Сила скелетной мышцы зависит от величины ее поперечного сечения. Увеличение объема мышцы происходит за счет утолщения мышечных волокон, а не за счет увеличения их числа, как часто ошибочно предполагают. Количество волокон в каждой отдельно взятой мышце обусловлено генетически и, как показывают научные исследования, это количество нельзя изменить при помощи силовой тренировки.

Интересно отметить, что в мышцах существуют значительные индивидуальные отличия в количестве мышечных волокон. Спортсмен, в мышцах которого содержится большое количество волокон, имеет лучшие предпосылки при тренировке увеличить мышечную массу, чем спортсмен, мышцы которого состоят из относительно небольшого количества волокон. У наиболее способных спортсменов при планомерной и настойчивой тренировке доля мышц к общей массе тела увеличивается до 60 % и более. Таким образом, сила скелетной мышцы зависит, главным образом, от величины ее поперечного сечения, т. е. от количества и толщины миофибрилл.

Физическая сила скелетных мышц зависит не только от величины мышечной массы, толщины мышечных волокон и количества участвующих в работе двигательных единиц (мионов), но и, что очень важно, от согласованности их действий. Высоко координированные движения позволяют мышцам работать экономно. При этом в движении участвует только минимум нужных мышечных волокон, другие отдыхают, сохраняя резервные возможности.

Силовые способности различных мышц не одинаковы. Абсолютная сила мышцы выражается в килограммах на 1 см2 – это максимальный груз в килограммах, который может поднять мышца с поперечным сечением 1 см2. У икроножной мышцы она равна 5,9 кг/см2; у двуглавой мышцы плеча – 11,4 кг/см2; у трехглавой мышцы плеча – 16,8 кг/см2; у всех гладких мышц – всего 1 кг/см 2 .

Важное значение для обеспечения силы мышц в процессе их сокращения играют кровоснабжение, иннервация, а также степень нервного возбуждения и особенности развития скелета.

Тайны сократительной функции скелетных мышц

Мышца, подобно каждому отдельному поперечнополосатому мышечному волокну, при сокращении становится короче и толще. При этом она сближает точки начала и прикрепления, обеспечивая перемещение тела человека и его частей в пространстве. Мышца при максимальном сокращении может укорачиваться на 50 % от первоначальной длины.

Обычно мышцы, осуществляющие сгибание (флексоры), находятся спереди, а производящие разгибание (экстензоры) – сзади от сустава. Только в коленном и голеностопном суставах передние мышцы, наоборот, производят разгибание, а задние – сгибание. Мышцы, лежащие снаружи (латерально) от сустава (абдукторы), выполняют функцию отведения, а лежащие кнутри (медиально) от него (аддукторы) – приведение. Вращение производят мышцы, расположенные косо или поперечно по отношению к вертикальной оси (мышцыпронаторы производят вращение внутрь, супинаторы – кнаружи).

Наконец, парные мышцы туловища совершают различную работу в зависимости от того, сокращаются они с одной стороны или с обеих. Например, мышцы шеи при одностороннем сокращении наклоняют голову в сторону, при двустороннем – вперед. Работа различных групп мышц происходит согласованно: так, если мышцы-сгибатели сокращаются, то мышцы-разгибатели в это время расслабляются. В координации движений основная роль принадлежит нервной системе.

Мышцы сокращаются под влиянием нервных импульсов, поступающих из центральной нервной системы. Корковый отдел двигательного анализатора находится в лобной доле коры больших полушарий. Но непосредственно мышцы получают импульсы от мотонейронов, тела которых расположены в передних рогах серого вещества спинного мозга (это мышцы туловища, конечностей и частично шеи), в продолговатом, среднем мозге или мосту (мышцы головы и частично шеи). В процессе движения мозг на основе обратных связей (от рецепторов мышц) постоянно получает сигналы о состоянии мышц (степени их сокращения или расслабления).

Характер сокращения скелетной мышцы зависит от частоты нервных импульсов, поступающих к мышце. В естественных условиях к мышце из спинного или головного мозга следует ряд импульсов, на которые она отвечает длительным (тоническим) сокращением. Тоническое сокращение обеспечивают так называемые красные мышечные волокна , которые устойчивы к утомлению. Они характеризуются высокой активностью окислительных процессов, относительно тонкими миофибриллами. Мышцы, построенные из красных мышечных волокон, обеспечивают поддержание позы, например мышцы спины. Динамическое сокращение обеспечивают белые мышечные волокна , характеризующиеся большим диаметром, крупными и сильными миофибриллами, низкой активностью окислительных процессов. Они преобладают в мышцах, выполняющих быстрые движения, например, в мышцах конечностей. Подавляющее большинство мышц являются смешанными, состоящими из красных и белых волокон в различных пропорциях. Соотношение типов волокон мышц зависит как от наследственных факторов, так и индивидуального развития. То есть существуют приобретенные особенности строения мышц, обусловленные профессиональной деятельностью человека. Вот почему одни могут быстро бегать, а другие нет, одни могут долго двигаться, работать, а другие – нет.

При интенсивной мышечной нагрузке может наступать утомление. Утомлением называют временное понижение работоспособности клетки, органа или целого организма, наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха. Понижение работоспособности мышцы при длительном раздражении связано с накоплением в ней продуктов обмена веществ (молочной и фосфорной кислот), влияющих на возбудимость клеточной мембраны, а также с истощением энергетических запасов. При длительной работе в мышце уменьшаются запасы гликогена, нарушаются процессы синтеза АТФ (аденозинтрифосфата), необходимого для осуществления сокращения.

При тренировке мышц повышается их работоспособность, утолщаются мышечные волокна, возрастает количество гликогена в них, увеличивается коэффициент использования кислорода. Восстановительные процессы у тренированных лиц после мышечной работы происходят быстрее, чем у нетренированных.