Александр Никольский - Занимательная физиология

Подобного рода исследования показали, что восстановление силы уставшей мышцы наступает тем скорее, чем меньше было сокращений в единицу времени. Если мышца сделала 30 сокращений и вполне устала, то для полного восстановления ее силы необходим двухчасовой отдых. Если же она за тот же промежуток времени сократилась всего 15 раз, то для полного отдыха ей надо полчаса. Если сокращения производить нечасто, то можно достигнуть того, что мышца станет работать неограниченное время без отдыха: она совершенно восстанавливается в промежуток времени между двумя сокращениями.

На прилагаемом рисунке изображены линии, которые чертит сгибающийся палец на эргографе. На рис. 24.1 при грузе в 6 килограммов и при сокращении один раз в секунду полное утомление наступает уже после 14 сокращений. На рис. 24.2 при том же грузе и при сокращениях каждые 2 секунды — утомление наступает через 18 сокращений. На рис. 24.3 при сокращении каждые 4 секунды утомление наступает медленно; после 31-го сокращения палец еще может поднять груз на некоторую высоту. На рис. 24.4 изображено поднятие груза через 10 секунд.

Из рисунка видно, что при столь редком сокращении мышца не устает, вернее, ей достаточно 10 секунд, чтобы отдохнуть. Если мышца вследствие частого сокращения дошла до полного утомления, то ей надо некоторое время, от 1,5 до 2 часов, для того чтобы вполне отдохнуть. Чем раньше до наступления полного утомления мышца начинает отдыхать, тем скорее восстанавливаются ее силы. Самые тяжелые последствия имеют сокращения, непосредственно предшествующие наступлению полного утомления.

Отсюда можно сделать практический вывод о том, что работа до полного истощения сил, помимо того, что вредна для здоровья, еще и прямо невыгодна: для восстановления сил после такой работы требуется слишком продолжительное время. Исследования на эргографе показывают, что сумма работы бывает больше в том случае, если правильной сменой работы и отдыха мы не доводим мышцу до переутомления. Если мы заставляем мышцу работать усиленно, не давая ей необходимого отдыха, то вначале результаты превосходят результаты умеренной работы, но в конце концов сумма работы оказывается значительно меньшей.

Опыты показали также, что, по мере того как мышца начинает уставать, всякий раз, чтобы заставить ее сокращаться, требуется все более сильное нервное раздражение мышцы, т. е. волевые приказы головного мозга по мере утомления должны быть все более энергичными. Таким образом, физическое утомление ведет к утомлению нервной системы, т. е. известных частей головного мозга.

Красная лакмусовая бумажка, приложенная к покоящейся мышце, становится синей. Это указывает на то, что неработающая мышца обнаруживает щелочную реакцию. Если же эту самую мышцу заставить сокращаться, то после известного числа сокращений синяя бумажка, приложенная к мышце, делается красной. Это указывает на то, что при работе в мышце развивается кислота. Это молочная кислота, которая находится в кислом молоке. Кроме того, в работающей мышце появляются и углекислота, а также и другие вещества, некоторые действуют как яд. Эти-то продукты работы мышцы, отбросы, препятствуют правильной ее работе. В естественных условиях они попадают в кровь и уносятся, а потом выбрасываются из тела, главным образом, через почки. Когда же их накапливается так много, что кровь не может их вынести своевременно, наступает усталость, и работа мышцы прекращается.

Если вырезанную лягушечью мышцу мы заставим электричеством сокращаться, мышца скоро устает и не может в таком состоянии отдохнуть, потому что вредные продукты ее работы не выносятся кровью. Но пропустим через кровеносные сосуды этой утомленной мышцы раствор соды или поваренной соли, который прополаскивает внутренность мышцы, удаляет из нее эти вредные продукты: утомленная мышца поправляется и при раздражении опять начинает сокращаться.

С другой стороны, у живого, совершенно не утомленного животного можно вызвать утомление искусственно. Если собаке впрыснуть в кровь молочной кислоты, она начинает обнаруживать все признаки изнеможения, хотя до впрыскивания она была вполне бодрой.

Бывает такого рода физический труд, при котором работают только одни мышцы, другие же находятся в покое. Соблазнительным является предположение: нельзя ли человеку, у которого устали эти некоторые мышцы, предложить такой труд, при котором работают другие мышцы, остававшиеся в покое. Если у дровосека устали руки, нельзя ли предложить ему работу письмоносца?

Однако всякий, кто пытался прибегать к такой перемене труда, знает, что никакой пользы от этого не получится. Если устали руки, то устает и все тело, в том числе и ноги.

Это неоспоримое правило вполне удовлетворительно объясняет физиология. Работающую мышцу можно сравнить с машиной внутреннего сгорания, вроде автомобилей, где движение частей вызывается действием бензина. Полагают, что и в мышцах находится какое-то вещество, которое при малейшем воздействии раздражителя быстро разлагается на молочную кислоту, углекислоту и еще особое, содержащее белок вещество, называемое миозином. Раздражение происходит вспышками. Как для взрыва пороха достаточно одной искры огня, так и для взрыва этого предполагаемого вещества достаточно небольшого раздражения, каким бы способом оно ни достигалось. В естественных условиях таким раздражителем служит приказ, исходящий из головного мозга и приходящий к мышце по двигательному нерву. Взрыв этого вещества производит утолщение мышцы, а утолщение ведет за собой ее укорачивание. Таким образом источником энергии является не самый приказ мозга; он играет только роль искры, вызывающей вспышку, источник же энергии заложен в самой мышце. Продукты, получаемые при такой вспышке, попадают в кровь и уносятся ею из мышцы, а потом выбрасываются из тела частью через легкие, частью через почки вместе с мочой. Пока они не выброшены из тела, весь организм будет ими отравлен, потому что кровь циркулирует по всему телу. Если они возникли в мышцах рук, то с кровью вносятся и в мышцы ног. Поэтому и ноги начинают чувствовать усталость, хотя сами не работали.