Сила тяги - це величина напруги, яке здатна розвинути м'яз при порушенні.
Сила тяги залежить від кількості і напрямки волокон м'яза.
А, Б - важелі рівноваги;
В, Г - важелі швидкості;
трикутник - точка опори;
темні стрілки показують напрямок сил м'язової тяги;
світлі стрілки - напрям сили тяжіння;
пунктирна стрілка - рух
М'яз тим сильніше, чим більше в ній м'язових волокон. Але порахувати їх практично дуже важко. Тому силу визначають за фізіологічною поперечнику м'язи, під яким розуміють площа її перетину в площині, перпендикулярній довжині всіх її волокон. Якщо волокна паралельні довгій осі м'язи, то її фізіологічний поперечник дорівнює анатомічній. При косому ході волокон, наприклад в двуперістие м'язі, фізіологічний поперечник більше анатомічного. Кожен квадратний сантиметр фізіологічного поперечника м'яза витримує в середньому 10 кг вантажу.
Сила тяги м'яза тим більше. чим ближче до прямого кут, під яким прикріплюються її волокна.
Велике значення для прояву сили тяги має ступінь збудження м'язи. Чим сильніше стимулюючу дію нервової системи, тим більше кількість м'язових волокон захоплює збудження, тим більше сила тяги. Вплив нервової системи залежить від загального функціонального стану організму, типу вищої нервової діяльності і т.д.
Наводячи в рух кістку, м'яз діє на неї, як важіль. У механіці важелем називають тверде тіло, що має точку опори, біля якої воно може обертатися під впливом протидіючих одна одній сил. Стосовно точки прикладання сили м'язи і точки опору до точки опори розрізняють важелі першого і другого роду.
Важелем першого роду. двуплечим, або важелем рівноваги, в тілі людини є голова (рис. 1.52, Л). Рухома опора черепа знаходиться в атланто-потиличному зчленуванні. Неоднакові за величиною плечі важеля розташовуються спереду і ззаду від нього. На переднє плече діє тяжкість лицьовій частині голови, а на заднє - сила м'язів, що прикріплюються до потиличної кістки. При вертикальному положенні голови сили дії і протидії, спрямовані на плечі важеля, врівноважуються. Таз, що балансує на голівках стегнових кісток, теж важіль першого роду.
Важіль другого роду - одноплечий. Тут точки опору і прикладання сили знаходиться по одну сторону від опори. У тілі людини він має два різновиди. Для прикладу візьмемо руку при опорі на ліктьовий суглоб. На плече важеля діє тяжкість передпліччя з кистю. У разі напруги плечелучевой м'язи, прикрепляющейся поблизу кисті і отже, поблизу додатки тяжкості, створюються вигідні умови для роботи, збільшується її ефективність. Цей різновид одноплечі важеля носить назву важеля сили. У разі напруги двоголового м'яза, що прикріплюється поблизу точки опори, виходить менший ефект двоголового м'яза, що прикріплюється поблизу точки опори, виходить менший ефект при подоланні тяжкості, але зате робота відбувається з більшою швидкістю. Цей різновид важеля другого роду називається важелем швидкості (рис. 1.52, Б). За принципом важеля другого роду в тілі працює більшість м'язів.
розмах руху
Розмах руху залежить від довжини м'язового черевця і плеча важеля. Найбільшим розмахом руху мають довгі кістки кінцівок, які описують дугу з радіусом, рівним своїй довжині. На розмах руху впливають ступінь відповідності один одному суглобових поверхонь, наявність внутрішньосуглобових хрящів, натяг суглобових сумок і опір, який чиниться іншими м'язами.
Чим більше відповідність між суглобовими поверхнями, тим менше розмах руху. Так, наприклад, в крижово-клубової зчленуванні прігнантность суглобових поверхонь повна, і розмах руху не перевищує 4-6 °. У плечовому суглобі, де різко виражене невідповідність між суглобовими поверхнями лопатки і головки плечової кістки, розмах руху досягає 70 °. Внутрісуглобні хрящі і хрящові губи, збільшуючи відповідність суглобових поверхонь, зменшують розмах рухів. Вільні суглобові сумки, наприклад в плечовому суглобі, не перешкоджають розмаху, в той час як туго затягнуті, наприклад в міжхребцевих суглобах, обмежують його. Основний вплив на розмах руху надають м'язи. Так, наприклад, розмах руху викликаний скороченням м'язів-згиначів, обмежується напругою м'язів-розгиначів.
Класифікація м'язів за характером роботи
М'яз ніколи не працює ізольовано. Виконання різноманітних рухів тіла досягається погодженою дією багатьох м'язів.
- м'язи-синергисти. виконують загальну роботу (наприклад, променевої та ліктьової згиначі кисті), і
- м'язи-антагоністи. напруга яких викликає протилежні дії.
Так, при згинанні кисті променевої та ліктьової разгибатели діють як антагоністи ліктьового і променевого згиначів. Антагоністичну дію м'язів - істотно важливе пристосування в роботі рухового апарату. При кожному русі напружуються не лише м'язи, які вчиняють його, але і їх антагоністи, які протидіють тязі і надають руху точність і плавність.
М'яз, що приводить в рух суглоб, виробляє певну роботу. Характер роботи залежить від того, як розташована вісь суглоба і яке положення щодо цієї осі займає м'яз.
У зв'язку з цим розрізняють такі м'язи:
- згиначі іразгібателі (лежать попереду або позаду поперечної осі суглоба),
- призводять іотводящіе (зсередини або зовні сагітальній осі суглоба),
- обертають всередину івращающіе назовні (зсередини або зовні від повздовжньої осі суглоба).
У тому випадку, якщо всі м'язові пучки, що входять до складу м'яза мають однаковий напрямок, робота м'язи обмежується одним із зазначених дій. Але якщо м'яз складається з пучків різного спрямування, і окремі групи їх перекидаються через різні осі суглоба, то така м'яз здійснює декілька рухів, іноді антагоністичних. Як приклад може служити дельтоподібний м'яз. Її передні пучки перекидаються через фронтальну вісь плечового суглоба спереду і, отже, згинають руку, а задні, перекидаючись ззаду, розгинають руку. Середні пучки м'яза перетинають зовні сагиттальную вісь суглоба, діючи ізольовано або разом з передніми і задніми пучками, вони відводять руку в плечовому суглобі. Одні і ті ж м'язи можуть здійснювати протилежні руху в залежності від вихідного положення органу. Так, плечелучевая м'яз призводить в нейтральне положення як супинировать, так і проніровани передпліччя. Одні і ті ж м'язи можуть бути синергистами або антагоністами в залежності від роботи по тій чи іншій осі многоосного суглоба. Так, згиначі лучезапястного суглоба є синергистами при рухах навколо поперечної осі і антагоністами при рухах навколо сагітальній. Таким чином, комбінації в роботі м'язів досить різноманітні.
- Односуглобні м'язи. Більшість м'язів призводить в рух суміжні частини тіла, так як прикріплюється до сусідніх кістках, що входять в освіту суглоба. Такі м'язи називаються Односуглобні.
- Двусуставние і многосуставние м'язи. Зустрічаються м'язи, що перетинають не один, а два або навіть кілька суглобів, їх називають двусуставнимі і багатосуглобовими. Дія таких м'язів виявляється дуже складним, так як вони надають руху не тільки ті частини тіла, до скелету яких прикріплюються, але і всі проміжні ланки, які вони минуть, не прикріплений до них.
Величина механічної роботи, яку здійснюють скорочується м'язом, визначається твором маси вантажу, що піднімається на висоту підйому. Ще в 80-х роках XIX століття П.Ф. Лесгафт відкрив, що за характером роботи поперечно-смугасті м'язи можна розділити на дві групи. сильні і спритні.
- Сильні м'язи здатні легше виробляти роботу статичного характеру. Такі м'язи, наприклад, камбаловидная, характеризуються косим напрямком коротких (до 5 см) м'язових волокон (тобто за формою належать до пір'ястим), великою поверхнею свого початку і розташуванням місця прикріплення близько від точки прикладання тяжкості. Сильні м'язи багатшими кровоносними судинами і м'язовим пігментом (миоглобином), колір їх темніше завдяки чому їх називають червоними м'язами. Під час роботи вони виявляють велику силу при незначному напрузі, довго не втомлюються. Зате швидкість і розмах руху при їх скорочення невеликі. Роботою цих м'язів, протидіючих силі тяжіння, зберігається вертикальне положення тулуба, здійснюється стояння на ногах, утримуються в певному положенні окремі частини тіла, зберігається та чи інша поза тіла. У подібній статичної роботі м'язів проявляється опорна функція мускулатури.
- Спритні м'язи. по Лесгафту, легше здійснюють динамічну роботу. Вони, наприклад, двоголовий м'яз стегна, характеризуються довгими, зазвичай паралельно розташованими волокнами, невеликою площею початку і прикріплення, розташуванням останнього недалеко від опори важеля, а також меншою кількістю кровоносних судин, від чого їх називають білими м'язами. Ці м'язи відрізняються швидкістю скорочення і, працюючи з великою напругою, швидко втомлюються. Поступаючись в силі, спритні м'язи здатні виробляти дрібні, різноманітні рухи. Ця здатність посилюється завдяки тому, що вони часто мають кілька головок, що скорочуються ізольовано.
У вищих тварин і людини кожен м'яз містить зазвичай як червоні волокна статичного типу, так і білі - динамічного типу. Значна рухливість дитини і невелика його сила пояснюються відносно великою кількістю в його м'язах білих волокон. З віком і в залежності від навантаження співвідношення між білими і червоними волокнами змінюються.
Крім механічної роботи, м'язи виконують і інші функції: беруть участь в теплопродукції, забезпечують роботу мовленнєвого апарату. Скорочення м'язів гортані, глотки, мови та інших частин мовного апарату забезпечує вимова слів.
В основі м'язової діяльності лежать складні хімічні перетворення органічних речовин. Розпад останніх в м'язі супроводжується звільненням енергії, яка йде не тільки на механічну роботу; в значній кількості вона виділяється у вигляді тепла. Це тепло зігріває тіло.
При кожній зміні стану м'язи відбувається роздратування знаходяться в ній рецепторів, які представляють собою периферичний відділ сенсомоторної системи, яка дозволяє судити про положення тіла і його частин у просторі.
Робота м'язів - необхідна умова їх існування. Тривала бездіяльність м'язів веде до їх атрофії і втрати працездатності. Тренування, тобто систематична, досить сильна, але не надмірна робота м'язів, призводить до збільшення їх обсягу, зростанню сили і працездатності, що сприяє фізичному розвитку всього організму.