MUSKUĻU DARBS

Muskuļi veic divējādu darbu: dinamisko (izpilda kustības) un statisko (notur pozu). No mehānikas viedokļa muskuļi darbu veic tikai tad, ja pārvieto ķermeni telpā vai vienu tā daļu attiecībā pret otru, piem., paceļ priekšmetu zināmā augstumā. Šādu muskuļu darbu sauc par dinamisko, un to aprēķina, reizinot paceltā priekšmeta svaru ar augstumu. No fizioloģijas viedokļa par muskuļu darbu runā arī tad, ja kustība nenotiek, bet muskuļi tikai notur ķermeni noteiktā pozā, darbojoties pretī spēkiem, kas liek pozu mainīt, piem., Zemes pievilkšanas spēkam. Šādu darbu, piem., turot zināmu smagumu noteiktu laiku attiecīgā augstumā, sauc par statisko muskuļu darbu, un to aprēķina, muskuļu attīstīto spēku reizinot ar laiku, kurā spēks darbojas; dinamiskais darbs šajā laikā tuvs vai vienlīdzīgs nullei. Statisko darbu muskuļi veic, arī izpildot kustības, jo arī tad ķermenis un tā daļas ir jānotur noteiktā pozā. Šādā gadījumā muskuļu darbu aprēķina, summējot statisko un dinamisko muskuļu darbu.

Muskuļi, kas izraisa un sekmē kustību, ir sinergisti, muskuļi, kas darbojas pretī kustībai un to ierobežo, - antagonisti (skatīt kustību regulācija). Ja, muskulim saraujoties (kontrahējoties), tā abi gali tuvinās, runā par koncentrisku saraušanos, ja attālinās sakarā ar vienlaikus pieaugošu iestiepumu, - par ekscentrisku saraušanos. Muskulis visstiprāk saraujas, ja tas pirms tam ir optimāli iestiepts. Tā, piem., skaldot malku, metot akmeni, sviežot disku u.tml., cilvēks neapzināti cenšas atvēzienā iespējami optimāli iestiept muskuļus, kuri, strauji saraujoties, palīdz izdarīt spēcīgu cirtienu, metienu u.tml.

Katrā muskulī ir ātrās jeb fāziskās šķiedras, kas veic ātras fāziskas jeb dinamiskas kustības, un lēnās jeb toniskās šķiedras, kas sekmē muskuļa ilgstošu saraušanos. Atkarībā no muskuļa funkcionālajām īpatnībām muskulī var dominēt vai nu ātrās šķiedras, piem., rokas pirkstu muskuļos, vai lēnās šķiedras, piem., t.s. antigravitācijas muskuļos - lielie kāju, gurnu un vidukļa muskuļi, kas darbojas pretī gravitācijai (Zemes pievilkšanas spēkam), turot ķermeni vertikāli. Muskuļu saraušanās fizioloģiskais mehānisms ir sarežģīts. Saraušanos dara iespējamu barības vielu sašķelšana audos, barībā uzkrātās ķīmiskās enerģijas atbrīvošana un pārvēršana mehāniskajā enerģijā. Svarīga nozīme te īpašam ķīmiskajam savienojumam - adenozīntrifosfātam, kurā ļoti daudz ķīmiskās enerģijas, kas, muskulim saraujoties, strauji atbrīvojas, pārvēršoties mehāniskā darbā - miofibrillu saīsināšanā. Miofibrillas (sīki olbaltumvielu pavedieni muskuļšķiedrā) sastāv no sarežģītām olbaltumvielām - miozīna, aktīna un troponīna. Miozīns darbojas arī kā ferments, proti, kā adenozīntrifosfatāze, kas šķeļ adenozīntrifosfātu, atbrīvojot ļoti daudz ķīmiskās enerģijas, kura izraisa pašu sīkāko miofibrillu saīsināšanos un līdz ar to visas muskuļšķiedras saraušanos. Katra miofibrilla sastāv no ļoti daudziem segmentiem jeb posmiem. Katru šo segmentu veido resnāki miozīna un tievāki aktīna pavedieni (skatīt attēlu). Muskuļšķiedru virsmā ar īpašu veidojumu - gala plātnīti - beidzas katra kustību nervu šķiedra, pa šīm šķiedrām no nervu centriem plūst nervu impulsi. Ja šo impulsu ir pietiekami daudz, gala plātnītē atbrīvojas ļoti aktīva viela - mediators acetilholīns, kas no plātnītes difundē muskuļšķiedras membrānā, izraisot ierosas vilni, kurš aktivē miofibrillu bioķīmiskās norises, ierosina adenozīntrifosfāta šķelšanu un enerģijas atbrīvošanu. Tāpēc starp resnākajiem pavedieniem (1) un tievākajiem pavedieniem (2) izveidojas īslaicīgi fizikāli ķīmiski «tiltiņi» (3), kas saīsinādamies it kā ievelk tievāko pavedienu, tuvinot posma galus (a-c). Šādām norisēm summējoties, visa muskuļšķiedrā saraujas. Tiklīdz nervu impulsu pieplūdums samazinās vai beidzas, attiecīgās bioķīmiskās norises notiek pretējā virzienā, «tiltiņi» izzūd un miofibrillas segmenti atgriežas sākumstāvoklī. Muskuļšķiedras saraušanās beidzas, seko tās atslābums, iestājas sākotnējais relatīvā miera stāvoklis.