19. Работа мышц

Определения и обозначения

Мышечная работа — это сокращение мышц, которое обеспечивает движение тела или удержание его частей. Сокращаясь, мышцы тянут кости и изменяют положение суставов. Понятие нужно, чтобы отличать работу мышц от простого наличия мышечной ткани.

Динамическая работа мышц — работа, при которой мышцы попеременно сокращаются и расслабляются, а части тела перемещаются. Например, при подъёме по лестнице ноги многократно меняют положение. Так называют движения, в которых заметно изменяется положение тела или его частей.

Статическая работа мышц — напряжение мышц, сохраняющее позу или удерживающее груз без заметного движения. Например, мышцы спины поддерживают туловище, когда человек сидит прямо. Это определение показывает, что отсутствие движения не означает полного покоя мышц.

Утомление мышц — временное снижение их работоспособности при продолжительной или интенсивной нагрузке. Уставшая мышца сокращается слабее, а движения становятся менее точными. Обычно после подходящего отдыха её работоспособность восстанавливается.

Как это устроено

Скелетные мышцы прикреплены к костям, потому что сами кости служат опорой для движений. При сокращении мышца укорачивается и тянет кость, а кость перемещается вокруг сустава. Одна мышца обычно может тянуть кость только в одну сторону, поэтому противоположные движения выполняют мышцы-антагонисты, работающие согласованно.

При динамической работе положение частей тела постоянно меняется. Мышца сокращается, создаёт усилие, затем расслабляется или уступает место другой мышце, поэтому движение может продолжаться. Примерами служат ходьба, бег, сгибание руки и подъём гантели.

При статической работе мышца сохраняет напряжение, чтобы уравновесить действие силы тяжести или другой нагрузки. Например, мышцы плеча удерживают сумку, а мышцы туловища не дают телу упасть при сохранении позы. Движения почти нет, потому что сила мышцы уравновешивает внешнюю силу.

Сокращение мышц требует энергии, которая высвобождается при расщеплении питательных веществ. К работающим мышцам кровь приносит кислород и глюкозу, а уносит углекислый газ и продукты обмена. Поэтому при нагрузке усиливаются дыхание и сердцебиение: организму нужно быстрее доставлять вещества и удалять ненужные.

При длительном напряжении запасы энергии постепенно расходуются, а удаление продуктов обмена не всегда успевает за их образованием. Из-за этого сокращения становятся слабее и возникает утомление. Статическое напряжение может утомлять особенно быстро: долго сокращённая мышца сдавливает свои сосуды и получает меньше крови. Чередование труда и отдыха, смена упражнений и постепенная тренировка помогают поддерживать работоспособность.

Сравнение видов работы мышц

Сначала определите, изменяется ли положение частей тела. Затем выясните, меняется ли напряжение мышцы или она долго сохраняет его. Если движение отсутствует, это ещё не означает отсутствия мышечной работы.

Разбор задач

Подъём и опускание гантели

Условие: ученик поднимает и опускает гантель. Нужно определить вид работы мышц и объяснить выбор. Рассмотрим не только напряжение мышцы, но и результат её действия.

1. При движении руки вверх и вниз положение предплечья относительно плеча изменяется.
2. Чтобы перемещать кости, мышцы руки сокращаются, а затем изменяют напряжение и расслабляются.
3. Такое чередование вместе с перемещением частей тела соответствует динамической работе.

Ответ: мышцы выполняют динамическую работу, потому что рука и гантель перемещаются, а сокращение и расслабление мышц сменяют друг друга.

Удержание тяжёлой сумки

Условие: человек несколько минут держит тяжёлую сумку неподвижно. Нужно определить вид работы и причину утомления. Видимое отсутствие движения не отменяет напряжения мышц.

1. Сумка не перемещается, значит, заметного движения частей тела нет.
2. Мышцы плеча и руки продолжают сокращаться, чтобы уравновешивать вес сумки.
3. При длительном напряжении мышца расходует энергию, а её сосуды частично сдавливаются, поэтому снабжение кровью ухудшается.

Ответ: это статическая работа. Мышцы утомляются из-за длительного непрерывного напряжения и недостаточно эффективного поступления кислорода и питательных веществ.

Работа с перерывами и без них

Условие: два ученика выполняют одинаковое упражнение: один работает без перерыва, другой чередует упражнения с отдыхом. Нужно определить, у кого утомление наступит позже.

1. У обоих учеников мышцы расходуют энергию и постепенно накапливают признаки утомления.
2. Во время отдыха у второго ученика частично восстанавливаются запасы энергии и снабжение мышц кислородом.
3. Поэтому его мышцы дольше сохраняют силу и точность сокращений, если отдых достаточно продолжителен.

Ответ: позже утомится второй ученик, потому что чередование нагрузки и отдыха помогает восстанавливать работоспособность мышц.

Типичные ошибки

Ошибка: считать, что мышцы работают только при движении. Так думают, потому что напряжение не всегда заметно со стороны. Проверьте себя вопросом: удерживается ли поза или груз; если да, мышцы могут выполнять статическую работу.

Ошибка: путать статическую работу с полным расслаблением. Отсутствие видимого движения ошибочно принимают за отсутствие сокращения. Чтобы проверить вывод, оцените, сохраняется ли положение тела под действием силы тяжести.

Ошибка: считать утомление постоянным повреждением мышц. Утомление обычно означает временное падение работоспособности и проходит после отдыха. Если после восстановления сила возвращается, это подтверждает обычный характер утомления.

Ошибка: думать, что чем дольше мышца напряжена, тем лучше результат. Непрерывная нагрузка ускоряет расход энергии и может ухудшать кровоснабжение мышцы. Проверяйте нагрузку по самочувствию и предусматривайте паузы или смену упражнений.

Связь с другими темами

Для понимания работы мышц нужно знать строение скелетных мышц, места их прикрепления к костям и роль суставов. Сустав позволяет костям изменять положение относительно друг друга. Поэтому мышечное сокращение превращается в движение всего тела.

Работа мышц связана с кровообращением и дыханием. Кровь приносит кислород и питательные вещества, а дыхательная система обеспечивает поступление кислорода в организм. Сердце и сосуды доставляют его к мышечным клеткам.

Эти знания пригодятся при изучении физической активности, тренировки и сохранения осанки. Правильно подобранная нагрузка развивает мышцы, а отдых не даёт им переутомляться. Осанка также зависит от длительной работы мышц туловища.

Что запомнить

• Мышцы обеспечивают движение и помогают удерживать позу.
• Динамическая работа сопровождается перемещением частей тела.
• При статической работе мышцы напряжены, но заметного движения нет.
• Во время мышечной работы расходуется энергия.
• Длительная нагрузка без отдыха вызывает утомление.
• Чередование нагрузки и отдыха помогает поддерживать работоспособность.