что такое динамическая работа мышц в биологии
Статическая и динамическая работа мышц
Даже если человек находится в неподвижном положении, его мышцы все равно производят работу, поддерживая корпус и координируя тело в пространстве. В теле человека огромное количество мышц, объединенных в группы, которые работают слаженно, обеспечивая нормальную двигательную активность. Давайте узнаем, что такое статические и динамические мышцы, а также как использовать эти знания для грамотного тренинга. Много полезной информации по тренировкам и питанию вы узнаете в фитнес-клубе «Мультиспорт», где работают опытные специалисты, которые помогут вам достичь желаемых целей в фитнесе и спорте.
Виды работы мышц
Существует два вида работы мышц: статическая и динамическая. Если при работе мышц происходят движения в суставах, то ее называют динамической. Если суставы неподвижны, то работа мышц заключается в поддержании тела в определенном положении. В таком случае мышечную работу называют статической.
Легко понять, чем отличается динамическая и статическая работа мышц: в первом случае суставы совершают движение, во втором случае – остаются неподвижно. Теперь разберемся, чем характеризуется каждый вид работы.
Ключевой характеристикой динамичной работы мышц является энергозатратность. Несмотря на то, что мышцы тратят энергию в статике, во время активного движения ее затрачивается в разы больше.
Динамическая работа мышц
Под динамической работой мышц подразумевается двигательная активность, при которой происходит попеременное расслабление и сокращение мышц для перемещения тела в пространстве или выполнения определенного движения.
При выполнении динамической работы происходят физиологические реакции организма, которых не возникает во время статической мышечной работы. Примером таких реакций служит увеличение пульса и артериального давления во время активности. Интенсивность проявления реакций зависит от разных факторов: тренированности человека, силы и частоты мышечного сокращения, и даже от того, в каком положении находилось тело до начала активности.
Динамическую работу классифицируют по количеству работающих мышц:
Например, базовые упражнения, вроде приседаний, становой тяги, прыжков задействуют огромное количество мышц, в результате чего происходит глобальная или региональная динамическая работа. Изолированные упражнения, например, подъем штанги на бицепс, разгибания на трицепс подключают в работу не слишком много мышц, а потому происходит локальная динамическая работа.
Динамическая работа мышц может быть преодолевающей и уступающей, что значит преодоление сопротивления и непротиводействие. Рассмотрим на примере мышц рук: при отведении выполняется преодолевающая динамическая работа, при приведении – уступающая. А при удержании руки в определенном положении выполняется статическая или удерживающая работа мышц.
Статическая работа мышц
Если вам интересно, какая работа мышц называется динамической и статической, то с первой уже разобрались. Динамическая работа возникает во время любого движения или физической активности. Теперь узнаем, какое отличие у статической работы.
При статической работе мышцы постоянно сокращаются, чтобы удерживать тело в определенном положении или обеспечивать выполнение простых бытовых действий.
При статической работе не происходит чрезмерного потребления кислорода и активации кровотока, но проявляются различные физиологические реакции и происходят энергетические затраты. Например, при выполнении статических упражнений, планки или стульчика тело тратит энергию на удержание определенного положения. Поэтому нагрузку мышц можно получить в статике, хотя энергозатраты, конечно, не сравнятся с динамической работой. Физиологические реакции организма в виде учащения пульса и повышения давления зависит от продолжительности работы и силы сокращений.
Между статической и динамической работой мышц есть различия, например, динамическая работа обеспечивается сокращающимися и расслабляющимися мышцами, а статическая – непрерывно сокращающимися. Но эти виды работы последовательно сменяют друг друга в нашей повседневной деятельности и не могут существовать друг без друга.
Что еще важно знать
В реальной жизни мышцы не работают изолированно, поэтому таблиц о конкретно динамической или статической работе вы не найдете. Важно помнить, что в статике всегда есть элементы динамики и наоборот.
Планируя тренировки на увеличение силы мышц, следует включать плиометрические и статические упражнения чтобы развивать медленные и быстрые мышечные волокна, что сделает вас сильнее и выносливее.
Многих интересует быстрое утомление мышц при статической нагрузке. Дело в том, что перманентное сокращение определенных мышц затрудняет насыщение клеток кислородом и выведение продуктов распада, что приводит к усталости. Во время динамических движений такого не происходит, поэтому поднимать и опускать руку вы можете дольше, чем удерживать ее в неподвижном положении.
Если вас интересует, что такое статические и динамические мышцы, а также как применить знания на практике, то приходите в клуб «Мультиспорт», где вас ждет множество интересных активностей, профессиональные тренеры, современно оборудованные залы и многое другое. Звоните прямо сейчас, чтобы получить подробную консультацию!
Работа мышц
Урок 15. Биология 8 класс ФГОС
В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам
Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобрев в каталоге.
Получите невероятные возможности
Конспект урока «Работа мышц»
Мышцы способны сокращаться. При сокращении мышца перемещает кость, к которой она прикреплена, и производит механическую работу. В момент сокращения мышца укорачивается, становится толще и сближает связанные с ней кости. Таким образом, мышцы производят перемещение тела или его частей в пространстве, а также другие движения.
Среди мышц, которые обеспечивают движения, выделяют мышцы-сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие сустав и мышцы, вращающие кость в одном направлении.
Самые активные мышцы в теле человека – глазные, они сокращаются до 100 000 раз в день.
Работа мышцы зависит от её длины и диаметра. Чем больше диаметр мышцы, тем она сильнее, и тем большую работу может осуществлять. Также, чем длиннее мышечные волокна, образующие мышцу, тем больше они способны укорачиваться.
Одна и та же мышца не может сгибать и разгибать кости в суставе. Движения в любом суставе обеспечивается как минимум двумя мышцами, действующими в противоположных направлениях. Такие мышцы называются антагонистами, например, мышцы-сгибатели и разгибатели.
Когда происходит сокращение мышцы-сгибателя, например, двуглавой мышцы плеча, то мышца-разгибатель, в данном случае это трёхглавая мышца плеча, расслабляется. При сокращении трехглавой мышцы, расслабляется двуглавая и не мешает разгибать руку.
В одном направлении, например при сгибании, могут действовать не одна, а несколько мышц. В таком случае их называют синергистами. Они работают согласованно.
Мышцы-антагонисты и синергисты могут находиться в расслабленном состоянии, например, когда руки висят вдоль тела.
Когда человек держит тяжесть в вытянутых руках, мышцы-сгибатели и мышцы-разгибатели (в данном случае двуглавая и трёхглавая мышцы) сокращаются одновременно, прижимая кости друг к другу. Здесь они действуют как синергисты.
Вы уже знаете, что к скелетным мышцам подходят нервы. В мышцах, а также в сухожилиях, суставах и коже находится большое количество нервных окончаний – рецепторов.
Они воспринимают раздражения и доставляют информацию по отросткам чувствительных нейронов в спинной и головной мозг. По отросткам двигательных нейронов информация из центральной нервной системы поступает к мышце. Мышца способна сокращаться только после того, как получит нервный сигнал от двигательного нейрона, находящегося в центральной нервной системе. Там осуществляются процессы управления движениями. Регулирует работу скелетных мышц соматический отдел нервной системы.
Поперечно-полосатые мышечные волокна никогда не находятся в состоянии полного расслабления. Они всегда слегка напряжены. Это состояние называют мышечным тонусом. Благодаря ему мышца всегда готова начать сокращаться.
При любой мышечной работе происходит потребление энергии. Источником энергии в организме служат вещества, которые образуются при распаде органических соединений, в основном углеводов (чаще всего глюкозы) и жиров. Мышцы нуждаются в постоянном их притоке, поэтому хорошо снабжаются кровью. Чем интенсивнее работает мышца, тем лучше она снабжается кровью, и тем быстрее в ней происходит обмен веществ. Интенсивность обмена веществ в работающей мышце возрастает от 100 до 1000 раз.
В результате распада органических веществ образуется много энергии, а также углекислый газ и вода, которые уносятся кровью из клеток.
В разных жизненных ситуациях одни и те же мышцы человека могут выполнять разную работу. При динамической работе происходит перемещение тела или груза в пространстве. Статическая работа связана с удержанием определённой позы или груза.
К статическим усилиям относятся, например, стояние, удержание головы в вертикальном положении или груза на вытянутой руке. При выполнении некоторых гимнастических упражнениях (на кольцах, при удержании поднятой штанги) статическая работа требует одновременного сокращения почти всех мышечных волокон, которые составляют мышцу. Поэтому она не может быть продолжительной, так как наступает утомление. Для организма статическая работа утомительна ещё и потому, что при длительном напряжении, мышцы сдавливают проходящие в них кровеносные сосуды.
Это ведёт к ухудшению снабжения мышц кислородом и питательными веществами, а также к накоплению в них конечных продуктов распада.
При динамической работе различные группы мышц сокращаются поочерёдно, более того, по очереди сокращаются мышечные волокна одной мышцы. Всё это даёт возможность мышце совершать работу длительное время.
Работа мышц – необходимое условие их жизнедеятельности. При длительном бездействии происходит потеря мышечного тонуса.
Тренировка мышц способствует увеличению их объёма, силы и работоспособности, что положительно влияет на физическое состояние всего организма.
В результате длительной работы происходит снижение работоспособности мышц. Это явление временное и называется утомлением.
Скорость наступления утомления зависит от количества накопленных в мышцах продуктов обмена (например, молочной кислоты), снижения в крови запасов кислорода и питательных веществ, состояния нервной системы.
Известно, что неинтересная работа быстрее вызывает утомление. При выполнении ритмичной работы утомление наступает позднее, так как в промежутках между сокращениями работоспособность мышц частично восстанавливается. В то же время мышечная деятельность, совершаемая в высоком ритме, приводит к быстрому развитию утомления. Быстрее всего оно развивается при больших физических нагрузках.
Влияние физической нагрузки на работоспособность и наступление утомления мышц впервые изучил русских физиолог Иван Михайлович Сеченов. Он установил, что мышечная работоспособность достигает максимального уровня при умеренном ритме и средней величине нагрузки.
Для отдыха большое значение имеет смена видов деятельности. Активный отдых полезнее и эффективнее пассивного. Так как время восстановления утомлённых мышц уменьшается, если в период отдыха работают другие группы мышц.
Физиологическое утомление – нормальное биологическое явление. После отдыха работоспособность не только восстанавливается, но какое-то время даже превосходит исходный уровень.
Вспомним, что в состав стенок внутренних органов (желудка, кишечника, кровеносных сосудов и мочевого пузыря) входят гладкие мышцы. Они сокращаются медленно – в течение десятков секунд. Но благодаря этому тратится меньше энергии. Гладкие мышцы могут длительное время находиться в состоянии сокращения, и утомление в них практически не развивается. Например, мышцы стенок артерий находятся в сокращённом состоянии всю жизнь.
Итог урока. При сокращении мышцы совершают работу: сгибают или разгибают кости в суставе, отводят или приводят их друг к другу, вращают. Мышцы, действующие в одном направлении, называются синергистами, а в противоположных направлениях – антагонистами. Различают статическую и динамическую работу. Статическая работа более утомительна, чем динамическая. Наибольший эффект динамической работы достигается при средних нагрузках и среднем ритме.
Строение мышц, биология мышцы
Строение мышцы
Мышцы состоят из многочисленных мышечных волокон, которые образуют брюшко мышцы. Выделяют головку и хвост мышцы: головка соединена с неподвижным элементом, а хвост при сокращении мышцы притягивает подвижную часть скелета.
Антагонисты и синергисты
Работа и утомление мышц
Двигательное нервное волокно оканчивается на мышце нервно-мышечным синапсом, с помощью которого возбуждение передается многим мышечным волокнам. Сила сокращения мышцы есть сумма сокращений отдельных мышечных волокон в ней. То есть сила, с которой сокращается мышца, зависит от количества возбужденных (и, как следствие, сокращающихся) мышечных волокон.
Таким образом, суммарный выход АТФ с одной молекулы глюкозы равен 38 АТФ.
Болезни мышечной системы
При чрезмерной нагрузке существует риск разрыва мышцы, либо отрыва сухожилия. Эти состояния можно заподозрить на основании данных внешнего осмотра: при разрыве мышцы образуется гематома (скопление крови в мягких тканях), при отрыве сухожилия мышцы и попытке ее сокращения, образуется характерное полушаровидное выпяичвание.
Помните о законе средних нагрузок мышц, который открыл И.М. Сеченов! Он гласит, что максимальная эффективность в работе мышц достигается при средних нагрузка (не слишком легких, и не слишком тяжелых). Рационально оценивайте собственные силы и возможности, и всегда начинайте спортивную тренировку с разминки 😉
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2021
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
ГДЗ биология 8 класс Колесов, Маш, Беляев Дрофа Задание: 14 Работа скелетных мышц и их регуляция
Стр. 90. Вопросы в начале параграфа
№ 1. Почему мышца способна сокращаться с различной силой?
Сила сокращения мышечных волокон напрямую зависит от того, насколько сильным был сигнал из ЦНС. Слабое сокращение обеспечивает небольшое количество двигательных единиц (двигательный нейрон и связанные с ним мышечные волокна). Сильное сокращение возможно, когда число двигательных единиц будет большим.
№ 2. Что такое тренировочный эффект и как он достигается?
Тренировочный эффект – это ответная реакция организма в процессе адаптации к тренировочным нагрузкам. Реакция может быть кратковременной, среднесрочной и долговременной. Регулярное повторение действий подразумевает выполнение определенной последовательности, которая обеспечивает результат – тренировочный эффект. С начала тренировок результат может нарастать слишком быстро. Со временем он утихает, так как мышечные волокна начинают перестраиваться. Все это имеет название – долгосрочная адаптация. В процессе долговременной адаптации в волокнах активизируется синтез нуклеиновых кислот и специфических белков, что ведет к увеличению возможностей мышц.
№ 3. Как работают мышцы — антагонисты в динамическом и статическом режимах?
При работе в статическом режиме (удержание определенной позы или груза) используются все мышцы.
При работе в динамическом режиме (перемещение груза или тела) мышцы задействуются по очереди.
Стр. 94. Вопросы
№ 1. Почему в начале тренировок происходит значительное улучшение спортивных результатов, а потом они нарастают медленнее?
В начале тренировок можно заметить существенное улучшение спортивных результатов, так как число двигательных единиц (мышечных волокон) увеличивается. Со временем результаты видны постепенно, так как организм привыкает к действиям. Увеличение числа мышечных волокон уже не происходит, однако они продолжают сами перестраиваться. В них также увеличивается число сократительных нитей и митохондрий. Этот процесс имеет свое название – тренировочный эффект.
№ 2. За счёт чего при тренировках возрастает точность мышечных сокращений?
Точность мышечных сокращений возрастает при тренировках за счет адаптации к выполняемым действиям и улучшения работы ЦНС.
№ 3. Поясните различие между динамической и статической работой.
При динамической работе выполняется перемещение груза или тела.
При статической работе выполняется удержание тела в определенной позе.
Стр. 94. Задания
№ 1. Занимаетесь ли вы спортом, делаете ли утреннюю зарядку? Оцените, насколько активный образ жизни вы ведёте. Не грозит ли вам гиподинамия?
Я занимаюсь футболом, делаю утреннюю зарядку, а также иногда на выходных бегаю по утрам. Я веду активный образ жизни вместе со своей семьей, поэтому считаю, что нам не грозит гиподинамия.
№ 2. Объясните, почему при длительном стоянии человек устаёт больше, чем при ходьбе.
При выполнении одного и того же действия задействуются одни и те же мышцы. Находясь в одном положении, они постоянно напряжены и из-за этого быстро растрачивают энергию, а потому усталость наступает быстро. При беге или ходьбе мышцы, которые отвечают за сгибание и разгибание, работают по очереди.
Лабораторная работа. Утомление при статической работе
Стр. 94
Оборудование: секундомер, груз 4 – 5 кг (если взят портфель с книгами, то надо предварительно определить его массу).
Наблюдение признаков утомления при статической работе. Выясните, за какое время наступает предельное утомление.
Ход работы:
Становимся лицом к классу, вытягиваем руку в сторону строго горизонтально. Мелом на доске отмечаем тот уровень, на котором находится рука.
После приготовлений по команде включаем секундомер, и начинаем удерживать груз на уровне отметки.
Начальное время указываем в первой строчке таблицы. Затем определяем фазы утомления и проставляем их время.
Выясняем, за какое время наступает предельное утомление. Записываем показатели в таблицу.
| Статическая работа | Признак утомления | Время |
|---|---|---|
| Отсутствие утомления | Рука с грузом неподвижна | 3 минуты |
| Первая фаза утомления | Рука немного опускается, а потом рывком поднимается в исходное положение | 8 минут |
| Вторая фаза утомления | Дрожь в руке, пошатывание корпуса тела, повышение потоотделения, потеря координации | 13 минут |
| Предельное утомление | Рука с грузом опущена, опыт завершен | 16 минут |
Вывод: мы наблюдали за появлением признаков утомления при статической работе, определяли время наступления первой и второй фаз утомления, а также предельного утомления. Статическая работа подразумевает испытание выносливости тела человека, ведь оно находится определенное время в одном положении.
Что такое динамическая работа мышц в биологии
Мышцы или мускулы (от лат. musculus — мышка, маленькая мышь) — органы тела животных и человека, состоящие из упругой, эластичной мышечной ткани, способной сокращаться под влиянием нервных импульсов. Предназначены для выполнения различных действий: движения тела, сокращения голосовых связок, дыхания. 
Мышцы позволяют двигать частями тела и выражать в действиях мысли и чувства. Человек выполняет любые движения — от таких простейших, как моргание или улыбка, до тонких и энергичных, какие мы наблюдаем у ювелиров или спортсменов — благодаря способности мышечных тканей сокращаться. От исправной работы мышц, состоящих из трёх основных групп, зависит не только подвижность организма, но и функционирование всех физиологических процессов. А работой всех мышечных тканей управляет нервная система, которая обеспечивает их связь с головным и спинным мозгом и регулирует преобразование химической энергии в механическую.
В теле человека 640 мышц (в зависимости от метода подсчёта дифференцированных групп мышц их общее число определяют от 639 до 850). Самые маленькие прикреплены к мельчайшим косточкам, расположенным в ухе. Самые крупные — большие ягодичные мышцы, они приводят в движение ноги. Самые сильные мышцы — икроножные и жевательные, язык.
По форме мышцы очень разнообразны. Чаще всего встречаются веретенообразные мышцы, характерные для конечностей, и широкие мышцы — они образуют стенки туловища. Если у мышц общее сухожилие, а головок две или больше, то их называют двух-, трёх- или четырёхглавыми.
Видео YouTube
Мышцы и скелет определяют форму человеческого тела. Активный образ жизни, сбалансированное питание и занятие спортом способствуют развитию мышц и уменьшению объёма жировой ткани.
Мышцы и их функция
Мышечная ткань.
Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из поперечнополосатых мышечных волокон. Эти волокна в определенных участках как бы сливаются (переплетаются). Благодаря этой особенности сердечная мышца способна быстро сокращаться. (Увеличить)
Стенки внутренних органов (сосудов, кишечника, мочевого пузыря) образованы гладкой мышечной тканью. Сокращение волокон этой ткани происходит медленно.
Строение мышцы.
Роль нервной системы в регуляции деятельности мышц.
К скелетным мышцам подходят нервы, содержащие чувствительные и двигательные нейроны. По чувствительным нейронам передаются импульсы от рецепторов кожи, мышц, сухожилий, суставов в центральную нервную систему.
По двигательным нейронам проводятся импульсы от спинного мозга к мышце, в результате чего мышца сокращается. Таким образом, сокращения мышц в организме совершаются рефлекторно. В то же время на двигательные нейроны спинного мозга влияют импульсы из головного мозга, в частности из коры больших полушарий. Это делает движения произвольными. Сокращаясь, мышцы приводят в движение части тела, обусловливают перемещение организма или поддержание определенной позы.
Работа мышц.
Согласованная работа мышц сгибателей и разгибателей.
В выполнении человеком любого движения принимают участие две группы противоположно действующих мышц: сгибатели и разгибатели суставов.
Сгибание в суставе осуществляется при сокращении мышц-сгибателей и одновременном расслаблении мышц-разгибателей.
Согласованная деятельность мышц-сгибателей и мышц-разгибателей возможна благодаря чередованию процессов возбуждения и торможения в спинном мозге. Например, сокращение мышц-сгибателей руки вызвано возбуждением двигательных нейронов спинного мозга. Одновременно расслабляются мышцы-разгибатели. Это связано с торможением двигательных нейронов.
Мышцы-сгибатели и разгибатели сустава могут одновременно находиться в расслабленном состоянии. Так, мышцы свободно висящей вдоль тела руки находятся в состоянии расслабления. При удержании гири или гантели в горизонтально вытянутой руке наблюдается одновременное сокращение мышц-сгибателей и разгибателей сустава.
Сокращаясь, мышца действует на кость как на рычаг и производит механическую работу. Любое мышечное сокращение связано с расходом энергии. Источниками этой энергии служат распад и окисление органических веществ (углеводов, жиров, нуклеиновых кислот). Органические вещества в мышечных волокнах подвергаются химическим превращениям, в которых участвует кислород. В результате образуются продукты расщепления, главным образом углекислый газ и вода, и освобождается энергия. (Увеличить)
Протекающая через мышцы кровь постоянно снабжает их питательными веществами и кислородом и уносит из них углекислый газ и другие продукты распада.
Утомление при мышечной работе.
При длительной физической работе без отдыха постепенно уменьшается работоспособность мышц. Временное снижение работоспособности, наступающее по мере выполнения работы, называют утомлением. После отдыха работоспособность мышц восстанавливается.
При выполнении ритмических физических упражнений утомление наступает позднее, так как в промежутках между сокращениями работоспособность мышц частично восстанавливается.
В то же время при большом ритме сокращений скорее развивается утомление. Работоспособность мышц зависит и от величины нагрузки: чем больше нагрузка, тем скорее развивается утомление.
Утомление мышц и влияние на их работоспособность ритма сокращений и величины нагрузки изучал русский физиолог И.М. Сеченов. Он выяснил, что при выполнении физической работы очень важно подобрать средние величины ритма и нагрузки. При этом производительность будет высокой, а утомление наступает позже.