НАПРУЖЕННЯ - стан скелетного м'яза, за якого він тривалий час може стійко підтримувати стан скорочення.
М'яз може значно вкорочуватись, розвиваючи невелике напруження, або незначно скорочуватися, розвиваючи значне напруження.
Поодиноке м'язове волокно здатне розвивати напруження 100-200 мг.
Фізичні властивості м'язів – сила, швидкість скорочення, витривалість, тонус.
СИЛА М'ЯЗІВ характеризується величиною максимального напруження, яке може розвинути м'яз під час збудження.
Сила м'язів залежить від:
• маси скоротливих білків (чим більше скоротливих білків, тим більша його сила);
• кількості м'язових волокон (чим більшою є маса м'яза, тим більша його сила);
• частоти нервових імпульсів, що надходять до м'яза;
• розміщення (розвиває більшу силу, якщо кріпиться до кістки далі від суглоба та ближче до точки прикладення навантаження);
• розміщення м'язових пучків у м'язі (найбільша сила у пір'ястих м'язів);
• яких м'язових волокон у ньому більше — білих чи червоних, бо білі волокна сильніші.
|
Товщина м'язових волокон під час тренування здатна збільшуватись унаслідок зростання в них кількості скоротливих білків, хоч кількість м'язових волокон у кожному м'язі при цьому залишається незмінною. Силу м'язів можна збільшити, збільшуючи кількість скоротливих білків м'язової тканини внаслідок правильного фізичного тренування м'язів. Чим частіше й напруженіше працює м'яз, тим його волокна товщі, а отже, м'яз міцніший, бо постійні тренування, фізична праця сприяють збільшенню діаметра м'язового волокна іноді навіть удвічі. Сила м'язів у різних людей неоднакова й залежить від особливостей конституції, статі, професії, віку тощо. Сила м'язів у чоловіків зазвичай більша, ніж у жінок; у літньому віці — менша, ніж у молодому. |
Силу скорочення вимірюють у кілограмах на квадратний сантиметр поперечного перерізу м'яза (для литкового м'яза вона становить 5,9 кг/см2, для біцепса плеча — 11,4 кг/см2).
Силу оцінюють або за максимальним вантажем, який здатний підняти м'яз, або за максимальним напруженням, яке він може створити.
ШВИДКІСТЬ СКОРОЧЕННЯ М'ЯЗІВ визначається часом, за який м'яз скорочується і розслаблюється (чим коротший цей час, тим більша швидкість скорочення).
Залежно від швидкості скорочення розрізняють повільні (наприклад, м'язи спини) та швидкі (м'язи кисті, руки, ока тощо).
Швидкість скорочення м'язів залежить:
• від частоти надходження нервових імпульсів;
• від будови та властивостей самих м'язів.
ВИТРИВАЛІСТЬ М'ЯЗІВ - це їхня здатність тривалий час підтримувати заданий ритм роботи.
Що більша витривалість м'язів, то пізніше настає їхня втома.
ТОНУС (з грецької тонус - напруження) м'язів - це стан постійного незначного певного напруження м'язів.
|
Тонус підтримується безперервним потоком нервових ім¬пульсів, які надходять від спинного мозку. Не задіяний в русі м'яз може швидко підключитися до здійснення руху, бо перебуває завжди в тонусі. Під час сну або втрати свідомості тонус м'язів знижується. |
Значення тонусу м'язів:
• зберігається постава тіла;
• тонічні скорочення м'язів живота утримують внутрішні органи у певному положенні;
• тонус непосмугованих м'язів судин забезпечує необхідний діаметр судин, і отже, і кров'яний тиск.
Тонус м'язів визначається: природними властивостями і впливом нервової системи (до м'язів постійно надходять нервові імпульси, які підтримують незначний тонус м'язів, зниження якого негативно впливає на діяльність усього організму).
Причини зниження тонусу м'язів:
• негативні емоції;
• порушення режиму дня (особливо недосипання, перевтома);
• нестача вітамінів.
Профілактика зниження тонусу м'язів:
• постійні дозовані фізичні навантаження;
• дотриманням режиму праці й активного відпочинку;
• позитивні емоції;
• раціональне харчування.
РОБОТА М'ЯЗІВ - під час скорочення м'язи здатні виконувати механічну роботу.
|
Робота м'язів супроводжується витратами енергії. Кров, що надходить до м'язів кровоносними судинами, постачає працюючим органам кисень та поживні речовини і виводить з них вуглекислий газ й інші продукти розпаду. Енергія для скорочення м'язів утворюється внаслідок розпаду й окиснення органічних сполук, здебільшого вуглеводів. Робота м'язів — необхідна умова їхнього існування, бо тривала бездіяльність м'язів веде до зменшення їхньої маси та втрати ними працездатності. Систематична інтенсивна робота м'язів сприяє збільшенню їхньої маси, що в свою чергу стимулює ріст кісток. Робота скелетних м'язів відбувається за довільним (свідомим) принципом. |
Величина роботи м'яза (А) визначається добутком сили (F) на відстань (S), на яку дана сила перемістить вантаж, або добутком маси (m) на висоту (h) піднімання даного вантажу.
A = F • S = m • h
1 Дж = 9,81 Нм.
|
Робота дорівнюватиме нулю під час скорочення м'яза без навантаження або коли вантаж надто важкий. Кожна фізична робота характеризується величиною навантаження і швидкістю її виконання. Найбільшу роботу м'яз виконує за середнього навантаження та середнього темпу при оптимальному стані нервової системи й тренованості м'язів. |
РЕЖИМИ РОБОТИ.
При збудженні м'яза одночасно відбуваються два процеси — власне скорочення та напруження, як правило, один із них переважає, що й зумовлює різні режими м'язової роботи: динамічний (м'яз скорочується, довжина його волокон зменшується, а напруження незначне) і статичний (м'яз напружений, але скорочення незначне).
|
З фізичної точки зору в м'язі силі зближенням актииових ниток у саркомерах завжди протидіє сила пружності еластичних складових м'яза (оболонки, еластичних білків тощо). Чим більше скорочується м'язове волокно, тим більшою стає сила пружності, спрямована протилежно. Доки існує рівновага між силами у волокнах довжина м'яза не змінюється. Коли сила скорочення переважає силу пружності, м'язові волокна скорочуються, спричиняючи рух. |
Порівняльна таблиця режимів роботи м'язів.
| Динамічна робота | Статична робота |
|
Значне скорочення м'яза Незначне напруження Наявне переміщення Пізніше настає втома |
Незначне скорочення Значне напруження Нема переміщення Швидше настання втоми |
СТАТИЧНА (з грецьк. нерухомий) РОБОТА - тривале напруження нерухомих м'язів (м'язи напружуються, але не скорочуються).
Статична робота дуже втомлива (особливо для дітей та підлітків), бо під час довгого скорочення виснажуються нейрони через зменшення продукції медіаторів, стискуються капіляри і тимчасово припиняєтьсяй обмін речовинами між капілярами й волокнами, тому у волокнах накопичуються шкідливі продукти обміну й вичерпується запас енергії, розвивається втома, після звільнення від багажу м'язи розслабляються.
Приклади статичної роботи скелетних м'язів: у певному положенні утримується кінцівка або вантаж, зберігається відповідне положення тіла у просторі, долається сила тяжіння Землі тощо.
ДИНАМІЧНА (з грецьк. сила) РОБОТА – чергування скорочення і розслаблення рухомих м'язів.
Під час динамічної роботи працездатність м'язів зберігається довше, бо скорочення м'язів чергується з їхнім розслабленням, під час якого відновлюється кровопотік у м'язах і продукція медіаторів у нейронах.
Приклади динамічної роботи скелетних м'язів: переміщення організму в цілому та його частин, біг, ходіння, плавання, підійманні й опусканні вантажу тощо).
ПОТУЖНІСТЬ роботи м'яза вираховують величиною роботи за одиницю часу (вона буде найбільшою за середніх навантажень).
КОЕФІЦІЄНТ КОРИСНОЇ ДІЇ (ККД) - показник ефективності роботи м'язів (ККД скелетних м'язів 25 – З0 % на скорочення).
Решта 70-75 % енергії перетворюється на тепло, тому при інтенсивній фізичній роботі людині стає жарко. Тепло, що утворюється в скелетних м'язах, бере участь у процесах терморегуляції.
ВТОМА М'ЯЗІВ - тимчасове зниження або втрата їхньої працездатності, що виникають унаслідок здійснення тривалої або інтенсивної роботи.
Час настання втоми залежить від характеру праці.
Надто повільні чи дуже швидкі скорочення знижують витривалість швидше, ніж середні (оптимальні), бо в проміжках між скороченнями працездатність м'яза частково відновлюється.
Явища виникнення втоми:
а) зменшення в м'язах кількості речовин, необхідних для роботи (АТФ, глікоген);
б) накопичення в м'язах молочної кислоти (коли кров не встигає постачати м'яз достатньою кількістю кисню у нетренованих чи хворих людей, тоді глюкоза розкладається не повністю, а утворює проміжний продукт — молочну кислоту, яка накопичується в м'язах і спричиняє біль у них протягом кількох днів);
в) зниження запасів кисню в м'язах);
г) зміни скоротливої функції міофібрил (за середніх навантаженнях та ритмі в проміжках між скороченнями працездатність м'яза частково відновлюється);
д) зміна стану нервової й ендокринної регуляторних систем (виснаження нервових центрів, погіршення проведення імпульсів через синапси тощо).
Причини виникнення втоми:
• нестача кисню в повітрі;
• нетренованість або хворобливий стан людини;
• різні зловживання (несистематичні напруження, підняття великих вантажів, шкідливі звички);
• неправильний розпорядок дня (відсутність чергування праці та відпочинку);
• недоїдання або недосипання.
Втома при статичній роботі.
Дослід. 1. Візьміть у руки гантелі масою по 3 кг. Підніміть руки вгору, розведіть їх в боки і тримайте у такому положенні стільки, скільки зможете.
При статичній роботі втома настає швидше, бо більші навантаження на м'яз і швидкість його скорочення, тому втомлюються насамперед не м'язи, а нервові центри, які регулюють роботу цих м'язів, коли їхні клітини не можуть більше виробляти нові сигнали для м'язів.
М'язи тулуба швидше втомлюються підчас праці, пов'язаної з нахилами.
Втома при динамічній роботі.
Дослід. Візьміть у руки такі самі гантелі, а потім ритмічно піднімайте і опускайте їх.
Динамічна робота менше втомлива, а втома настає через недостатнє постачання м'язів киснем, зменшення утворення енергії, накопичення продуктів розпаду.
М'язи ніг під час ходіння втомлюються менше, ніж під час стояння.
ЗНАЧЕННЯ ВТОМИ: без втоми неможливе підвищення працездатності м'язів.
З погляду фізіології, втома - це корисне явище, бо по закінченні роботи, яка зумовила втому, в період відпочинку працездатність м'язів не лише відновлюється, а навіть збільшується, що пов'язано з пристосувальними механізмами організму.
Надвідновлення – явище, при якому м'язи можуть виконувати ще більшу роботу, ніж до розвитку втоми.
Основа процесу тренування: якщо постійно навантажувати м'язи, вони будуть краще працювати.
Профілактика втоми:
• уникати без достатньої фізичної підготовки надмірних навантажень;
• чергувати фізичні навантаження і відпочинок;
• активний відпочинок (інші групи м'язів, що працюють, прискорюють кровообіг та обмін речовин, кров постачає м'язам, що відпочивають, поживні речовини і кисень та виводить залишкові продукти обміну речовин).
• раціональне харчування;
• нормальний сон.
ПЕРЕВТОМА М'ЯЗІВ - патологічним станом, під час якого вичерпуються ресурси клітин, руйнуються органели тощо.
Після перевтоми надвідновлення не настає.
Профілактика перевтоми:
• правильно організовувати роботу і відпочинок:
• раціональне харчування;
• враховувати можливості м'язів, уникати надмірних навантажень;
• боротися з поганим настроєм та ін.