"Биология", Пасечник В.В., Каменский А.А., Швецов Г.Г. / Под ред. Пасечника В.В.
Мышцы позволяют человеку двигаться и сохранять позу: по сигналу нервной системы они сокращаются и тянут кости, соединённые суставами. При удержании неподвижного предмета мышцы напряжены без заметного движения — это статическая работа. При ходьбе или сгибании руки мышцы сокращаются и расслабляются, поэтому работа динамическая. Её величина зависит от силы и длительности нагрузки, перемещения и ритма движений. При продолжительной работе мышцы утомляются, а отдых помогает им восстановить работоспособность.
Текст подготовлен нейронной сетью по теме параграфа и не заменяет учебник — важные факты и формулировки сверяйте с ним.
Работа мышц — изменение положения тела или его частей либо поддержание позы за счёт сокращения мышц. Сокращаясь, мышца тянет кости, к которым прикреплена, или помогает удержать тело в нужном положении. Это понятие нужно, чтобы описывать не только движения, но и усилие, которое человек прикладывает, оставаясь неподвижным.
Статическая работа мышц — напряжение мышц без заметного изменения их длины и движения частей тела. Например, рука может оставаться на месте, пока мышцы удерживают в ней книгу. Термин помогает понять, почему неподвижность ещё не означает, что мышцы расслаблены.
Динамическая работа мышц — сокращение и расслабление мышц, сопровождающееся движением. Такая работа происходит, когда человек сгибает руку или идёт: части тела меняют положение. Понятие используют, чтобы отличать движение от удержания позы и сравнивать характер нагрузки.
Утомление мышц — временное снижение их работоспособности после длительной или интенсивной нагрузки. Уставшая мышца может сокращаться слабее, а привычное движение даётся труднее. Это определение помогает отличать обычное утомление, которое ослабевает после отдыха, от повреждения мышцы.
Движение начинается с сигнала нервной системы: центральная нервная система посылает нервный импульс по нервам к мышце. Импульс запускает её сокращение, а сила и длительность сигнала помогают регулировать усилие. Когда команда ослабевает или прекращается, мышца расслабляется. Чтобы движение было точным, нервная система согласует работу разных мышц, а не просто включает их по отдельности.
Мышцы прикреплены к костям, а кости соединены суставами, поэтому сокращение мышцы может перемещать одну кость относительно другой. В такой системе кость действует как рычаг, сустав — как место поворота, а мышца создаёт тягу. Одна мышца при сокращении тянет кость, но не может активно толкнуть её обратно. Поэтому противоположное движение обычно обеспечивают мышцы-антагонисты: пока одна сокращается, другая расслабляется, а при обратном движении их роли меняются.
При статической работе тело почти не движется, однако мышцы удерживают позу или предмет в нужном положении. Для этого они продолжают быть напряжёнными и тратить ресурсы, даже если длина мышцы заметно не меняется. При динамической работе кости перемещаются: сокращения чередуются с расслаблением, и положение частей тела меняется. Различие важно для оценки нагрузки: стоять неподвижно и многократно поднимать предмет — не один и тот же режим работы.
Объём мышечной работы связан с тем, насколько сильно мышца сокращается, какой груз она перемещает и на какое расстояние. Чем больше усилие или перемещение груза, тем большей оказывается нагрузка. Имеют значение также продолжительность работы и ритм: без пауз мышцам труднее восстановиться между сокращениями. Поэтому одинаковые движения могут ощущаться по-разному, если выполнять их с разной скоростью и частотой отдыха.
При длительной или интенсивной нагрузке работоспособность мышц постепенно снижается: наступает утомление. Во время работы мышцам нужны энергия и кислород, которые доставляются кровью; при высокой нагрузке потребность в них возрастает. Если работа продолжается долго, мышцы не успевают полностью восстанавливаться между сокращениями. Пауза уменьшает нагрузку, а отдых позволяет возобновить работоспособность, поэтому разумный ритм помогает дольше выполнять движение.
| Характеристика | Статическая работа | Динамическая работа |
|---|---|---|
| Что происходит с мышцами | Остаются напряжёнными, удерживая положение | Сокращаются и расслабляются по очереди |
| Изменение положения тела | Заметного движения обычно нет | Части тела перемещаются |
| Пример | Удерживание книги на весу | Сгибание руки с книгой |
| Особенности утомления | Может наступить при долгом удерживании позы или груза | Зависит от интенсивности, длительности и ритма движений |
Сначала определите, меняется ли положение тела или предмета. Если заметного движения нет, но мышцы напряжены, работа статическая; если движение есть и сокращение сменяется расслаблением — динамическая. Сравнивая утомление, учитывайте не только вид работы, но и силу нагрузки, её длительность и наличие пауз.
Задача 1. Ученик поднял книгу и держит её неподвижно. Определите, какую работу выполняют мышцы.
Ответ: мышцы выполняют статическую работу, удерживая поднятую руку и книгу.
Задача 2. Сравните работу мышц при удержании портфеля на вытянутой руке и при многократном сгибании руки с портфелем.
Ответ: удерживание портфеля — статическая работа, многократное сгибание руки — динамическая.
Задача 3. Два ученика выполняют одинаковые подъёмы лёгкого груза: один — равномерно с паузами, другой — быстро и без остановок. Объясните, у кого вероятнее раньше наступит утомление и почему.
Ответ: вероятнее раньше утомится второй ученик, поскольку работает быстрее и не даёт мышцам пауз для восстановления.
Ошибка: считать, что мышцы работают только при движении. Так думают, потому что напряжение не всегда заметно со стороны. Но при удержании позы мышцы тоже сокращены и выполняют статическую работу. Проверьте себя: если отпустить предмет или перестать удерживать позу, изменится ли положение тела?
Ошибка: путать статическую работу с расслаблением. Неподвижность легко принять за отсутствие мышечной работы, однако поддержание позы требует усилия. При статической работе мышцы напряжены, хотя заметного движения нет. Проверьте себя: может ли предмет оставаться на весу, если мышцы руки полностью расслаблены?
Ошибка: считать утомление необратимым повреждением мышцы. Утомление обычно временно: после прекращения нагрузки работоспособность постепенно восстанавливается. Эту ошибку допускают, смешивая чувство усталости с травмой. Проверьте себя: становится ли легче после отдыха? Если возникли сильная боль или травма, это уже не обычное утомление.
Ошибка: объяснять движение работой одной мышцы. Отдельная мышца может создать тягу, но для движения в обратную сторону обычно нужны другие мышцы. О роли антагонистов забывают, потому что движение видно целиком, а работа каждой мышцы незаметна. Проверьте себя: какая мышца вернёт кость, если первая мышца может только тянуть её при сокращении?
Для понимания работы мышц нужно знать, как устроены скелетные мышцы, где они прикрепляются к костям и какую роль играют суставы: без этого трудно объяснить движение частей тела. Связь с нервной системой помогает понять, откуда мышца получает команду к сокращению и как согласуется работа мышц. Эти знания пригодятся при изучении опорно-двигательной системы, физических нагрузок и тренировок. Они также помогают выбирать разумный режим занятий и заботиться о здоровье.
Почему мышцы устают, даже если человек просто долго стоит?
Чтобы сохранять позу, мышцы ног и туловища долго остаются напряжёнными. Их работа не сопровождается заметным движением, но требует энергии и непрерывного снабжения кровью. Поэтому при долгом стоянии мышцы могут утомиться.
Чем статическая работа отличается от динамической?
При статической работе мышцы напряжены, но заметного движения нет, например когда человек держит книгу неподвижно. При динамической работе части тела перемещаются, а сокращение мышц чередуется с расслаблением.
Почему для движения часто нужны мышцы-антагонисты?
Мышцы могут тянуть кость при сокращении, но не могут активно толкать её обратно. Поэтому противоположное движение обычно выполняет другая мышца или группа мышц. Такие мышцы называют антагонистами.
От чего зависит, как быстро утомятся мышцы?
Утомление зависит от силы и длительности нагрузки, а также от её ритма и пауз для восстановления. При интенсивной работе потребность мышц в кислороде возрастает. Если нагрузка велика или продолжается долго, мышцы обычно устают быстрее.
Почему после отдыха мышечная работоспособность восстанавливается?
Во время отдыха нагрузка уменьшается, а кровоснабжение помогает доставлять к мышцам кислород и необходимые вещества. Постепенно восстанавливаются ресурсы, потраченные при работе. Поэтому временное снижение работоспособности обычно проходит.
§ 11. Работа мышц и её регуляция
