Все-таки удивительно устроен наш организм, в котором все взаимосвязано и гармонично друг с другом, а нарушение в каком-либо одном звене обязательно сказывается на другом. Если, например, рассматривать мышечную и кровеносную системы, то они как бы представляют собой отдельные системы. Однако мышцы как один из важнейших элементов соединительно-тканной системы организма вплетаются в сосудистую сеть, которая, в свою очередь, без двух взаимосвязанных процессов — сокращения и расслабления — работать не может.
Для более ясного понимания характера деятельности мышц вначале рассмотрим их по отдельности, не вдаваясь в тонкости процессов, происходящих в них.
Необходимо особо подчеркнуть, что наш организм — это самодостаточная система, в которой есть все для обеспечения нормальной его работы в любых условиях: своя автономная система энергоснабжения, переработки и обеспечения необходимыми веществами в соответствии со специфической работой того или иного органа, и утилизации отходов, средств передвижения и управления. Это касается всего организма. Но что не менее важно — каждая клетка имеет свою автономную систему, в миниатюре повторяющую организменную. Когда вся эта система на всех уровнях работает нормально, в организме никаких проблем со здоровьем нет.
Посмотрите на рисунок: как красиво человек смотрится сзади, когда мышцы рельефны, в которых каждое волокно должно функционировать отдельно, а в сумме обеспечивать себя и окружающие ткани, в том числе позвонки и суставы, всем необходимым. У человека, имеющего такие мышцы, практически нет проблем со здоровьем.
Мышцы подразделяются на
Скелетные мышцы так называются потому, что своими концевыми частями, связками крепятся к костному скелету, благодаря чему они выполняют ряд важных функций: передвижение тела в пространстве
и перемещение его частей относительно друг друга — поддержание позы, передвижение крови, лимфы, депо крови, воды, солей, участие в акте вдоха и выдоха, защите внутренних органов. По весу скелетные мышцы составляют до 40 % веса тела. Скелетные мышцы — это сложные образования с параллельно расположенными фибриллярными волокнами, имеющими поперечную исчерченность, которые и создают прочный опорный остов мышцу. Представьте себе мышцу длиной до 40 см — это так называемая портняжная мышца, идущая от наружной поверхности таза и прикрепленная во внутренней части колена, и если бы она не имела этих поперечных перекладин, она просто не могла бы сократиться и выполнить свою задачу. Сокращается каждое фибриллярное волокно. Вместе они представляют собой как бы связку сосисок и вместе с другими волокнами обеспечивают выполнение работы. Мышечная сила зависит от числа волокон и, следовательно, от их мышцы тела поперечного сечения. Чтобы иметь возможность сравнивать между собой различные мышцы, используют такое понятие, как специфическая сила мышц: частное от деления абсолютной силы мышцы на площадь поперечного сечения ее волокон. Для человека это соотношение составляет 5–8 кг на 1 см2.
Гладкие мышцы имеют волокна однородной структуры, являются элементами внутренних полых органов и обеспечивают сфинктер-ную функцию для хранения и удаления содержимого: например, урина в мочевом пузыре, плод в матке. Особая роль гладким мышцам принадлежит в системе крово- и лимфообращения за счет изменения просвета сосудов в зависимости от потребности тканей в необходимых веществах и кислороде. Гладкие мышцы содержатся во многих связках, способствуя выполнению тех функций, которые не требуют быстрых реакций, что свойственно, например, широкой связке матки. Если скелетная мышца при растяжении как эластичная структура напрягается, то гладкая мышца, более пластичная, после короткого напряжения спонтанно расслабляется. Вот почему гладкие мышцы выполняют роль резервуаров, и, несмотря на то, что давление в них может значительно возрастать, это не мешает им выполнять свои функции.
Особое место занимает
Особенностью работы мышц является то, что они могут работать в анаэробных условиях, то есть без кислорода. В упрощенном виде эти реакции идут следующим образом. Гликоген, как энергетический продукт, расщепляется до молочной кислоты с высвобождением энергии около 350–500 ккал на каждый ее грамм, адезинтрифосфорная кислота на аденозинфосфорную кислоту, а креатинфосфорная кислота на креатин и фосфорную кислоту с выделением тепла. Все эти реакции происходят с выделением экзотермического тепла и благодаря действию ферментов протекают без какого-либо участия кислорода. Еще совсем недавно расщепление гликогена до молочной кислоты рассматривалось как единственная реакция, дающая энергию для мышечной деятельности, а образование молочной кислоты даже считалось причиной мышечного сокращения. Выделяемая указанная энергия идет на восстановление аденозинтрифосфорной кислоты, а через нее и креатинфосфата. Конечным итогом анаэробного процесса является трата некоторого количества гликогена и появление эквивалентного количества молочной кислоты. Как видите, сам же процесс сокращения мышцы не связан с образованием молочной кислоты: расщепление гликогена происходит после того, как началось сокращение и затягивается на некоторое время после окончания сокращения.
В присутствии кислорода в мышце, наряду с образованием воды и углекислого газа, окисляется только 1/4-1/5 часть молочной кислоты, образовавшейся в отсутствие кислорода. За счет освобождающейся при этом энергии остальное количество молочной кислоты восстанавливается в гликоген, то есть из распавшихся до молочной кислоты углеводов окисляется около 2/5, а 3/4 восстанавливается в гликоген. Конечно, это несколько упрощенная реакция, в которой принимают участие белки, аминокислоты и другие вещества.
Такая возможность организма экономно вырабатывать энергию в покое в анаэробных условиях связана с тем, чтобы не задействовать в этот процесс многие функции организма, а выделяемой при этом энергии вполне достаточно.
При значительных мышечных напряжениях, которые требуют значительного усиления деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной систем, на что требуется не меньше 1–2 минут, после чего образующиеся продукты обмена в тканях по мере увеличения доставки кислорода окисляются, устраняется кислородная задолженность. Кислородная задолженность образуется в мышце в начале сколько-нибудь значительной работы и после того, как количество доставляемого мышцам в единицу времени кислорода становится достаточным для окисления образующихся за это время молочной кислоты и других неокислен-ных продуктов анаэробного обмена, и наступает так называемое устойчивое состояние обмена веществ.
Конечно, после работы какое-то время идет окисление неокисленных продуктов и своего рода ликвидация кислородной задолженности. Максимальная работа определяется не столько абсолютной силой мышц как исполнительного органа, а способностью двигательного аппарата (особенно центрального иннервационного звена), выполнять значительную работу без развития утомления. Чем больше работа, тем больше утомление, что зависит от многих причин, главной из которых является тренированность мышечной системы. Не зря говорят: покой нам только снится.
Как видно из сказанного, наш организм должен находиться в двух состояниях: покое и движении. Для экономной работы всех его систем работа мышечной системы в покое идет в анаэробном режиме, то есть без значительного количества кислорода. Вот почему
Если скелетные мышцы могут непосредственно управляться высшими отделами нервной деятельности
