Биомеханические особенности мышечной системы. Основная функция мышц состоит в преобразовании химической энергии в механическую работу или силу.
Мышца как физическое тело обладает рядом механических свойств (упругость, вязкость, ползучесть, релаксация), а как живой орган также и биологическими свойствами (возбудимость, сократимость), играющими важную роль при выполнении движений.
Упругость мышцы проявляется в напряжении, когда мышца растягивается под действием нагрузки.
По мере увеличения нагрузки мышца удлиняется и при этом растет ее напряжение. Отсюда следует:
1) нагрузка растягивает мышцу, удлиняя ее, т. е. для растягивания мышцы необходимо приложить силу;
2) по мере удлинения мышцы ее напряжение увеличивается; следовательно, чтобы вызвать напряжение мышцы (без дополнительного возбуждения), необходимо ее растянуть;
3) приложенная нагрузка определяет величину напряжения мышцы, таким образом, чтобы получить большое напряжение, надо приложить большую нагрузку (сопротивление тяге мышцы) — действие равно противодействию;
4) упругость мышцы нелинейна; следовательно, по мере значительного растягивания одинаковые приращения длины мышцы дают все большие приращения напряжения;
5) при отсутствии нагрузки длина мышцы является наименьшей («свободная длина» мышцы) — нерастянутая мышца не напряжена;
6) в условиях организма длина мышцы больше «свободной длины» и мышца несколько напряжена, т. е. всегда обладает «тонусом» покоя.
Таковы особенности упругих свойств невозбужденной мышцы.
Вязкость мышцы проявляется в запаздывании деформации мышцы при изменении нагрузки.
При меньшей вязкости мышцы изменение ее длины отстает от изменения напряжения как при растягивании мышцы, так и при ее сокращении. В этом случае мышца, хотя и не сразу, но все же возвращается к исходному состоянию. При большей вязкости замедление еще больше и мышца дольше не возвращается к прежнему состоянию — обнаруживается остаточная деформация. При этом неизбежна потеря энергии. Считают, что вязкость мышц увеличивается при быстрых движениях и при значительном возбуждении, т. е. как раз в условиях соревновательной борьбы спортсмена. Однако разогревание мышц при разминке снижает вязкость, уменьшает торможение при сокращении и растягивании мышц. Следовательно, на соревнованиях и тренировках важно для снижения вязкости сохранять в разогретых мышцах тепло.
Ползучесть мышцы проявляется в удлинении мышцы со временем, несмотря на то что напряжение ее не изменяется.
Это свойство характеризует изменчивость соотношения «длина-напряжение» мышцы, не зависящую непосредственно от ее возбуждения, т. е. от управления мышцей как живым органом. Так, например, нагруженная (напряженная) мышца, имея соответствующую длину; через некоторое время при тех же нагрузке и напряжении может начать увеличиваться. Остаточная деформация, упомянутая выше, тоже может быть рассмотрена как проявление ползучести.