Гладкие мышцы имеют волокна однородной структуры, являются элементами внутренних полых органов и обеспечивают сфинктер-ную функцию для хранения и удаления содержимого: например, урина в мочевом пузыре, плод в матке. Особая роль гладким мышцам принадлежит в системе крово- и лимфообращения за счет изменения просвета сосудов в зависимости от потребности тканей в необходимых веществах и кислороде. Гладкие мышцы содержатся во многих связках, способствуя выполнению тех функций, которые не требуют быстрых реакций, что свойственно, например, широкой связке матки. Если скелетная мышца при растяжении как эластичная структура напрягается, то гладкая мышца, более пластичная, после короткого напряжения спонтанно расслабляется. Вот почему гладкие мышцы выполняют роль резервуаров, и, несмотря на то, что давление в них может значительно возрастать, это не мешает им выполнять свои функции.
Особое место занимает сердечная мышца. Будучи поперечно-полосатой, она обладает некоторыми функциями гладкой.
Особенностью работы мышц является то, что они могут работать в анаэробных условиях, то есть без кислорода. В упрощенном виде эти реакции идут следующим образом. Гликоген, как энергетический продукт, расщепляется до молочной кислоты с высвобождением энергии около 350–500 ккал на каждый ее грамм, адезинтрифосфорная кислота на аденозинфосфорную кислоту, а креатинфосфорная кислота на креатин и фосфорную кислоту с выделением тепла. Все эти реакции происходят с выделением экзотермического тепла и благодаря действию ферментов протекают без какого-либо участия кислорода. Еще совсем недавно расщепление гликогена до молочной кислоты рассматривалось как единственная реакция, дающая энергию для мышечной деятельности, а образование молочной кислоты даже считалось причиной мышечного сокращения. Выделяемая указанная энергия идет на восстановление аденозинтрифосфорной кислоты, а через нее и креатинфосфата. Конечным итогом анаэробного процесса является трата некоторого количества гликогена и появление эквивалентного количества молочной кислоты. Как видите, сам же процесс сокращения мышцы не связан с образованием молочной кислоты: расщепление гликогена происходит после того, как началось сокращение и затягивается на некоторое время после окончания сокращения.
В присутствии кислорода в мышце, наряду с образованием воды и углекислого газа, окисляется только 1/4-1/5 часть молочной кислоты, образовавшейся в отсутствие кислорода. За счет освобождающейся при этом энергии остальное количество молочной кислоты восстанавливается в гликоген, то есть из распавшихся до молочной кислоты углеводов окисляется около 2/5, а 3/4 восстанавливается в гликоген. Конечно, это несколько упрощенная реакция, в которой принимают участие белки, аминокислоты и другие вещества.
Такая возможность организма экономно вырабатывать энергию в покое в анаэробных условиях связана с тем, чтобы не задействовать в этот процесс многие функции организма, а выделяемой при этом энергии вполне достаточно.
При значительных мышечных напряжениях, которые требуют значительного усиления деятельности сердечно-сосудистой, дыхательной систем, на что требуется не меньше 1–2 минут, после чего образующиеся продукты обмена в тканях по мере увеличения доставки кислорода окисляются, устраняется кислородная задолженность. Кислородная задолженность образуется в мышце в начале сколько-нибудь значительной работы и после того, как количество доставляемого мышцам в единицу времени кислорода становится достаточным для окисления образующихся за это время молочной кислоты и других неокислен-ных продуктов анаэробного обмена, и наступает так называемое устойчивое состояние обмена веществ.
Конечно, после работы какое-то время идет окисление неокисленных продуктов и своего рода ликвидация кислородной задолженности. Максимальная работа определяется не столько абсолютной силой мышц как исполнительного органа, а способностью двигательного аппарата (особенно центрального иннервационного звена), выполнять значительную работу без развития утомления. Чем больше работа, тем больше утомление, что зависит от многих причин, главной из которых является тренированность мышечной системы. Не зря говорят: покой нам только снится.
Как видно из сказанного, наш организм должен находиться в двух состояниях: покое и движении. Для экономной работы всех его систем работа мышечной системы в покое идет в анаэробном режиме, то есть без значительного количества кислорода. Вот почему после сна необходимо выполнить комплекс упражнений для того, чтобы устранить возникшую во время отдыха кислородную задолженность и сразу же включить все системы организма в активный процесс деятельности, что позволяет мышцам и всем их обеспечивающим системам (сердце, легкие и др.) приступить к активному выполнению работы. Если этого не сделать, процесс перехода с анаэробного на аэробный режим вместо 1–2 минут может затянуться и кислородная задолженность будет постоянным спутником, поддерживающим организм в состоянии утомления, депрессии.
Если скелетные мышцы могут непосредственно управляться высшими отделами нервной деятельности произвольно, то гладкая мускулатура этого делать не может, хотя опосредованно после тренировки можно научиться управлять работой и гладкой мускулатуры. Поэтому, в отличие от скелетной мускулатуры гладкая требует значительно меньших энергетических затрат. Способность гладкой мускулатуры к длительному поддержанию напряжения называется тонусом. Например, поддержание мышечного тонуса стенки кровеносных сосудов в течение всей жизни удерживает кровяное давление на физиологическом уровне.
Мышечная система — это не только поддержание организма в определенном тонусе, но и, что не менее важно, выработка тепла в организме. Терморегуляция не имеет специфических органов, как любая другая система, а использует весь организм. Процессы терморегуляции — это химические (тепло, образуемое при переваривании пищи) и физические (связанные с теплоотдачей) процессы. В обеспечении постоянства температуры тела более существенную роль играет физическая терморегуляция, которая сокращает или увеличивает выработку тепла. Место выработки тепла в организме — мышцы, и чем лучше их состояние и состояние кожных покровов, тем совершеннее работает механизм терморегуляции.
Более 100 лет назад русские ученые И. П. Щелков и Т. К. Заллер сделали открытие, что при работе в скелетных мышцах кровообращение усиливается в 60–80 раз, в то время как, например, в мозгу и ЖКТ только в 8-10 раз. Столь большая потребность мышц в крови стала расцениваться как нагрузка на сердце. А из законов физики известно, что излишняя нагрузка, например, на двигатель, приводит к его быстрому изнашиванию. Отсюда следовал вывод: при заболевании сердца, сосудов необходим охранительный режим. Вместе с тем, как показала практика, те больные, которые не придерживались режима ограничения двигательной активности, быстрее восстанавливали свое здоровье.
В чем тут дело? В настоящее время доказано, что скелетные мышцы состоят из мышечных волокон, которые сокращаются с определенной частотой, воздействуя на расположенные рядом сосуды, в частности капилляры, которые как раз и являются действительно насосом на стыке между сердцем и венами, работающим в 2–3 раза сильнее, чем само сердце. А так как мышц в организме человека более 500, то всасывательно-нагнетательная функция мышц и капилляров огромна, она была названа «периферическим сердцем».
Включая в активную работу мышцы, «периферическое сердце» одновременно заставляет более интенсивно работать и мозг. У животных, которые подвергались физическим нагрузкам, в мозгу наблюдались более развитая сеть кровеносных сосудов и более густая нервная система, чем у находившихся в состоянии обездвиженности. Электрофизиологические исследования, проведенные на пожилых людях, подтвердили, что у людей, занимающихся спортом, бегом трусцой, активность волн мозга была аналогичной активности людей молодого возраста.
Иными словами, физическая тренировка оздоравливает не только тело, но и мозг. Это лишний раз служит доказательством взаимосвязи и взаимозависимости всех органов и систем организма. В этом-то и кроются неограниченные возможности на пути не только профилактики, но и лечения заболеваний. Было доказано, что если сердце способно нагнетать кровь с давлением в 120 мм рт. ст., то сама мышца способна это делать с давлением в 200, 250 мм рт. ст. и даже более. Самое главное, что, независимо от возраста, состояние мышечной ткани поддается тренировке, только нужна постепенность.