Согласно законам физики, работа есть энергия, затрачиваемая на пере
мещение тела с определенной силой на определенное расстояние: A=FS.
Если сокращение мышцы совершается без нагрузки (в изотоническом ре
Жиме), то механическая работа равна нулю. Если при максимальной на
Грузке не происходит укорочения мышцы (изометрический режим), то ра
Бота также равна нулю. В этом случае химическая энергия полностью пе
Реходит в тепловую энергию.
Согласно закону средних нагрузок, мышца может совершать макси
Мальную работу при нагрузках средней величины.
При сокращении скелетных мышц в естественных условиях, преимуще
Ственно в режиме изометрического сокращения, например при фиксиро
ванной позе, говорят о статической работе, при совершении движений —
о динамической.
Сила сокращения и работа, совершаемая мышцей в единицу времени
(мощность), не остаются постоянными при статической и динамической
Работе. В результате продолжительной деятельности работоспособность
скелетных мышц понижается. Это явление называется утомлением. При
Этом снижается сила сокращений, увеличиваются латентный период со
Кращения и период расслабления.
Статический режим работы более утомителен, чем динамический.
Утомление изолированной скелетной мышцы обусловлено прежде всего
Тем, что в процессе совершения работы в мышечных волокнах накаплива
Ются продукты окисления — молочная и пировиноградная кислоты, кото-
Рые снижают возможность генерирования ПД. Кроме того, нарушаются
Процессы ресинтеза АТФ и креатинфосфата, необходимых для энерго
Обеспечения мышечного сокращения. В естественных условиях мышечное
Утомление при статической работе в основном определяется неадекватным
Регионарным кровотоком. Если сила сокращения в изометрическом режи
ме составляет более 15 % от максимально возможной, то возникает кисло
родное «голодание» и мышечное утомление прогрессивно нарастает.
В реальных условиях необходимо учитывать состояние ЦНС — сниже
Ние силы сокращений сопровождается уменьшением частоты импульса-
Ции нейронов, обусловленное как их прямым угнетением, так и механиз
Мами центрального торможения. Еще в 1903 г. И.М. Сеченов показал, что
Восстановление работоспособности утомленных мышц одной руки значи
Тельно ускоряется при совершении работы другой рукой в период отдыха
первой. В отличие от простого отдыха такой отдых называют активным.
Работоспособность скелетных мышц и скорость развития утомления за
висят от уровня умственной деятельности: высокий уровень умственного
Напряжения уменьшает мышечную выносливость.
Энергетика мышечного сокращения
В динамическом режиме работоспособность мышцы определяется ско
Ростью расщепления и ресинтеза АТФ — скорость расщепления АТФ мо
Жет увеличиваться в 100 раз и более. Ресинтез АТФ может обеспечиваться
За счет окислительного расщепления глюкозы. Действительно, при уме
Ренных нагрузках ресинтез АТФ обусловлен повышенным потреблением
Мышцами глюкозы и кислорода. Это сопровождается увеличением крово
Тока через мышцы примерно в 20 раз, увеличением минутного объема
Кровообращения и дыхания в 2—3 раза. У тренированных лиц большую
Роль в обеспечении повышенной потребности организма в энергии играет
Повышение активности митохондриальных ферментов.
При максимальной физической нагрузке происходит дополнительное
Расщепление глюкозы путем анаэробного гликолиза. Во время этих про
Цессов ресинтез АТФ осуществляется в несколько раз быстрее, и механи
Ческая работа, производимая мышцами, также больше, чем при аэробном
Окислении. Предельное время для такого рода работы составляет около
С, после чего возникает накопление молочной кислоты, т.е. метаболи
Ческий ацидоз, и развивается утомление.