Управление работоспособностью человека в различных условиях внешней среды. В. С. Макеева

во втором случае идет процесс расходования энергии. При изотоническом сокращении во внешнюю среду выделяется около 50 % энергии, а при изометрическом – все 100 %. В условиях реальной мышечной работы, как правило, чистое изотоническое или изометрическое сокращения не встречаются. В естественных условиях работы мышц имеет место смешанный тип мышечного сокращения – ауксотонический.

      При одиночном сокращении мышцы, лавинообразно возрастает теплопродукция за счет активации обменных процессов в отдельных мышечных волокнах. Подсчеты и тонкие эксперименты показали, что интенсивность обменных процессов при сокращении мышцы может возрастать в 1000 раз по сравнению с покоем. Благодаря работам А. Хилла и его последователей оказалось возможным проследить отдельные фазы теплообразования.

      При длительном тетаническом сокращении мышцы, рост теплопродукции начинается еще до начала сокращения (во время латентного периода) и выделяемая при этом тепловая энергия носит название «тепла активации». Тепло активации, таким образом, связано с самыми начальными процессами – от прихода нервного импульса к нервно-мышечному синапсу до выхода ионов Са⁺⁺ и формирования его комплекса с тропонином. Начавшееся сокращение сопровождается выделением «тепла укорочения», величина которого зависит от степени укорочения (т. е. сокращения) мышцы. Длительное стационарное сокращение сопровождается выделением «тепла поддержания», которое выделяется во время всего периода сокращения. Прекращение тетанического сокращения мышцы не приводит к мгновенному возврату ее энергетики к исходному уровню. В течение некоторого времени (до нескольких минут) теплообразование медленно снижается до исходного уровня – выделяется «тепло восстановления», или «задержанная теплопродукция».

      При движениях человека три четверти затрачиваемой энергии преобразуется в тепло. При интенсивной физической нагрузке выделение тепла может возрасти до 15 раз по сравнению с покоем. Часть этого тепла удаляется благодаря усиленному дыханию, испарению выделяющегося пота, тепловому излучению кожи. Чтобы организм не перегревался, тепло должно выделяться с той же скоростью, с какой образуется. Чем интенсивнее и продолжительнее выполняемая работа, тем сильнее нагреваются мышцы, а протекающая кровь разносит тепло по всему телу. Например, у бегунов-марафонцев температура тела на финише достигает 39–41°С.

      Как уже указывалось, не вся энергия мышечного сокращения направляется на выполнение механической работы. Значительная часть ее рассеивается в виде тепла. Коэффициент полезного действия мышечной работы (КПД) – это отношение величины внешней механической работы (W) к общему количеству выделенной в виде тепла (Е) энергии:

КПД = W/E×100 %

      Наиболее высокий показатель КПД изолированной мышцы наблюдается при внешней нагрузке, составляющей 50 % от ее максимального значения, и при скорости укорочения мышцы в пределах 30 % от максимума. В этих