М’язова робота - медична еціклопедія - енциклопедії & словники

Основною функцією м'язової системи людини і тварин є рухова діяльність. М'язи забезпечують переміщення тіла в просторі або окремих його частин відносно один одного, тобто виробляють роботу. Цей вид М. р називають динамічним, або фазним. М'язи, які здійснюють підтримку певного положення тіла в просторі, роблять роботу, яка отримала назву статичної М. р Зазвичай динамічна і статична М. р доповнюють один одного.

При М. р зростає потреба в кисні, що викликає необхідність збільшення кровопостачання скелетних м'язів і міокарда. М. р особливо динамічна, збільшує повернення венозної крові до серця, підсилює і прискорює його скорочення (див. Кровообіг). При напруженій М. р посилюється Газообмін, підвищується інтенсивність дихання (Дихання), спостерігається зміна легеневої вентиляції, дифузійної здатності альвеол і т.д. М'язова робота значно збільшує енерговитрати організму: добова витрата енергії може досягати 4500-5000 ккал (21 000.10 3 Дж).

Між величиною навантаження і виробленої М. р існує певна залежність: зі збільшенням навантаження М. р зростає до якогось певного рівня, а потім зменшується. Максимальна М. р проводиться при середніх навантаженнях (так зване правило середніх навантажень), що пов'язано з особливостями динаміки м'язового скорочення. Загальні витрати енергії (Е) є суму енергій, витраченої на власне механічну роботу (W), і енергії, що переходить в тепло (Н):

Коефіцієнт корисної дії (ККД) м'язової роботи (r) являє собою відношення величини зовнішньої механічної роботи (W) до загальної кількості виділеної у вигляді тепла (Е) енергії:

Найбільш високе значення ККД ізольованою м'язи спостерігається при зовнішньому навантаженні, що становить близько 50% від максимальної величини зовнішнього навантаження. Продуктивність роботи (R) у людини визначають за величиною споживання кисню в період роботи і відновлення за формулою:

де 0,49 - коефіцієнт пропорційності між обсягом спожитого кисню і виконаної механічної роботою, т. е. при 100% ефективності для виконання роботи, яка дорівнює 1 кгс .м (9,81 Дж), необхідно 0,49 мл кисню. Продуктивність М. р залежить від потужності виконуваної роботи: при постійній потужності динамічної М. р її максимальна ефективність відзначається при середніх значеннях навантаження, при підвищенні потужності продуктивність М. р падає.

Важливим показником М. р служить м'язова витривалість. В умовах статичної М. р м'язова витривалість визначається часом, протягом якого підтримується статичну електрику або утримується деякий вантаж. Граничний час статичної роботи (статична витривалість) обернено пропорційно навантаженню. Витривалість в процесі виконання динамічної М. р вимірюється ставленням величини роботи до часу її виконання. При цьому виділяють пікову і критичну потужність динамічної М. р пікової є максимальна потужність, що досягається в якийсь момент динамічної роботи; критичної називають потужність, підтримувану на однаковому рівні досить тривалий час. Виділяють також динамічну витривалість, яка визначається часом здійснення роботи із заданою потужністю.

Продуктивність М. р значною мірою залежить від тренування, що зменшує енерговитрати організму за рахунок зниження споживання кисню при виконанні однієї і тієї ж роботи. Одночасно тренування підвищує ефективність діяльності серцево-судинної і дихальної систем: у тренованих людей в стані м'язового спокою зменшуються систолічний і хвилинний об'єм серця, кисневий запит (т. Е. Потреба в кисні) і кисневий борг (тобто ту кількість кисню, яке споживається після закінчення М. р без урахування його споживання в спокої). Кисневий борг відображає процеси розщеплення високоенергетичних речовин, які не відновлюються в ході роботи, а також витрати кисневого резерву організму під час м'язової роботи.

Тренування підвищує також м'язову силу. В процесі тренування відбувається робоча м'язова гіпертрофія, яка полягає в потовщенні м'язових волокон за рахунок збільшення маси саркоплазми і обсягу скорочувального апарату м'язових волокон. Тренування сприяє поліпшенню координації та автоматизації м'язових рухів, внаслідок чого зникає активність «зайвих» м'язів, що сприяє підвищенню працездатності і швидкому відновленню після стомлення. Недолік м'язової активності протягом тривалого періоду призводить до появи цілого комплексу неприємних для організму наслідків (див. Гіподинамія).

Ще І.М. Сєченов виявив, що більш швидке відновлення працездатності стомленої руки відбувається не під час повного спокою, а при одночасній роботі іншої руки. Під час експерименту на праву руку давалася фізичне навантаження: після 10-хвилинного відпочинку працездатність руки кілька відновлювалася, хоча і залишалася нижчою вихідної. Якщо ж під час відпочинку правої руки виконувалася робота лівої, то працездатність правої зростала. Активний відпочинок забезпечується внутріцентральних нервовими відносинами. Після роботи правої руки до стомлення нервові центри, що іннервують її мускулатуру, приходять в стан гноблення. Порушення центрів лівої руки по механізму негативного індукції підсилює процес гальмування в центрах правої руки, що сприяє відновленню працездатності м'язів цієї руки.

Прилади для дослідження м'язової роботи. Одним з найбільш визнаних показників фізичного розвитку, що входять в комплекс основних антропометричних досліджень, є м'язова працездатність. Її дослідження дозволяє визначати силу, що розвивається окремої м'язом або групою м'язів при їх скороченні, статичну витривалість, яка відображає здатність до тривалої роботи, і інші показники, пов'язані з м'язовою роботою.

Для вимірювання сили різних м'язів або групи м'язів використовують вимірювальні прилади - динамометри (відповідно всі методи вимірювання М. р отримали назву динамометр). Великого поширення набули динамометри, за допомогою яких вимірюють деформацію пружною еліпсовою або плоскою пружини. Перші призначені для вимірювання сили згиначів пальців руки і становий сили.

Для вимірювання сили кисті широко застосовують ручні плоскопружінная динамометри (рис. 1). Існують різні їх модифікації: ДРП-10 призначений для дітей молодшого шкільного віку і ослаблених хворих із захворюваннями опорно-рухового апарату. ДРП-30 - для дітей середнього шкільного віку і для ослаблених хворих, ДРП-90 для здорових дорослих, ДРП-120 - для спортсменів. Загальний вигляд найбільш поширених типів динамометрів для вимірювання сили рук представлений на малюнку 2.

Розроблено прилади для вимірювання сили шийних м'язів, а також м'язів ліктьового, плечового, колінного та інших суглобів, що знайшли застосування для оцінки функції м'язів при травмах, захворюваннях нервово-м'язової системи, опорно-рухового апарату. Ці прилади називають реверсивними динамометрами (рис. 3), тому що вони дозволяють вимірювати силу як при розтягуванні їх пружини, так і при її стисненні (реверсивний режим роботи). Вимірювання сили різних м'язів показано на рис. 4. Для визначення сили і показника статичної витривалості різних груп м'язів застосовують станові динамометри і динамограф.

Поряд із зазначеними конструкціями приладів для вимірювання сили, заснованих на механічному способі її реєстрації, розроблена і починає поширюватися широка гама силовимірювальних пристроїв, в яких використовуються тензодатчики, що перетворюють механічну деформацію в електричну енергію. У цих динамометр проводиться посилення виникає під дією прикладеної сили електричного струму, величина якого перебуває в прямій залежності від неї. У зв'язку з тим, що електронні динамометри забезпечують більшу точність вимірювання, їх вважають досить перспективними. Крім того, отримана з їх допомогою інформація може вводитися в ЕОМ і піддаватися додатковій математичній обробці.

Зовнішня робота, вироблена людиною, знаходиться в певному зв'язку з загальною витратою енергії і досліджується методами ергографіі і ергометрії.

Бібліогр .: Данько Ю.І. Нариси фізіології фізичних вправ, М. 1974: Додати Фізіологічні проблеми детренированности, під ред. А.В. Коробкова, М. 1970: Додати фізіологія людини, під ред. Н.В. Зімкина, М. тисячі дев'ятсот сімдесят п'ять.

Див. Також енергометрії.

Мал. 1. Вимірювання сили м'язів правої руки при антропометричному обстеженні: рука випрямлена і відведена, кисть стискає динамометр.

Мал. 4ж). Вимірювання сили розгиначів II пальця кисті за допомогою реверсивного динамометра.

Мал. 4е). Вимірювання сили м'язів, що відхиляють убік II палець кисті за допомогою реверсивного динамометра.

Мал. 4к). Вимірювання сили розгиначів I пальця стопи за допомогою реверсивного динамометра.

Мал. 4з). Вимірювання сили зовнішніх ротатор лівого стегна за допомогою реверсивного динамометра.

Мал. 4а). Вимірювання сили передньої групи м'язів шиї за допомогою реверсивного динамометра.

Мал. 4б). Вимірювання сили зовнішніх ротатор правого плеча за допомогою реверсивного динамометра.

Мал. 4и). Вимірювання сили згиначів стопи за допомогою реверсивного динамометра.

Мал. 4г). Вимірювання сили розгиначів правого передпліччя за допомогою реверсивного динамометра.

Мал. 2. Динамометри для вимірювання сили рук: зліва направо - динамометр Коліна і два ручних плоскопружінная динамометра.

Мал. 4 в). Вимірювання сили згиначів правого передпліччя за допомогою реверсивного динамометра.

Мал. 3а). Реверсивні динамометр ДР-25 для вимірювання сили м'язів-антагоністів.

Мал. 4д). Вимірювання сили згиначів дистальної фаланги II пальця кисті за допомогою реверсивного динамометра.

Мал. 3б). Реверсивні динамометр ДР-50 з пристосуваннями для вимірювання сили м'язів пальців і фіксації приладу при вимірюванні сили потужних м'язових груп.