Продолжается регистрация на учебный курс
«Анатомия движения для профессионалов» на 2018–2019 г.
Начало 13 сентября 2018 г.


Биомеханика для инструкторов

Лекция 2-я

Товарищи! В прошлый раз мы с вами говорили о том, что служит вспомогательным аппаратом при движении: о рычагах — костях и шарнирах — суставах. Те и другие повинуются движению двигателей человеческой машины, они, так сказать, исполняют движение, но не вызывают его самостоятельно. Это пассивная часть. А деятельная часть человеческой машины — это мышцы или мускулы. Относительно того, как работают мышцы или мускулы, широкой публике известно очень мало. Но надо сказать, что и ученые не вполне еще разбираются в том, как работают мышцы. Поэтому сейчас придется несколько тщательнее расследовать, что такое мышцы, как они действуют, и что от них можно ожидать. Это расследование не раз пригодится вам, чтобы понять, как происходят движения человеческой машины. Каждый из вас видел мышцы, если не человеческие, то мышцы животных. То, что известно в просторечии под названием мяса, и есть мышцы. Если взять кусок супового мяса, хорошо вываренного, то мы увидим, что вся масса мускулов распадается на маленькие волоконца. Эти волоконца представляют собой главную и составную часть мышц как человека, так и животных. Но это еще не самая мелкая составная часть мышц. Если рассмотреть мышцы под микроскопом, то оказывается, что эти волоконца состоят из более маленьких волоконец более тонких, чем волоски, около 0,001 части миллиметра в поперечнике. Все мышцы состоят из продольно лежащих рядом друг с другом маленьких волоконец. Эти волоконца соединены в маленькие пучки, тоже очень тонкие. Если перерезать мышцу поперек, то, как вы увидите уже простым глазом, они выглядят, как ячеистая постройка. Каждое тончайшее волоконце мышцы представляет собой первоначальный, элементарный двигатель.

Каждое волоконце обладает способностью производить движение. Эта первичная машина, — мышечный двигатель, построена однако, очень своеобразно и не похоже на то, как построены искусственные двигатели. Каждая мышца представляет собой несколько сот тысяч, может быть, миллионов отдельных двигателей, которые все соединены параллельно друг с другом и все выполняют одну общую работу. Эти мельчайшие простейшие двигатели мышечного вещества можно рассматривать только под микроскопом. Вы видите, что это тонкое волоконце все исчерчено поперечными полосками и выглядит, как трико. Довольно сложный опыт с мышцами, который я описывать не буду, показал, что только один вид этих полосок обладает способностью производить движение, а другие промежуточные полоски служат связкой для сократительных элементов. Так что в этом волоконце только половина двигателей, а остальная половина скрепляет двигатели между собой. Волоконца в каждом пучке пригнаны так аккуратно, что эти полоски совпадают между собой у рядом лежащих волокон. Под микроскопом это сплошной полосатый пучок, почему мышцы скелета и называются поперечнополосатыми. А если такой пучок рассмотреть не сбоку, как я нарисовал, а с конца или в перспективе, то те же полоски будут выглядеть наподобие дисков. Представьте себе что вы поставили столбиком поочередно медные копейки и серебряные двугривенные: вот так на самом деле выглядит строение мышечного пучка.

Как же работает эта постройка? Прежде всего, для того, чтобы понять работу мышцы так, как она происходит у человека, давайте посмотрим ее в «холодном состоянии», вне работы, точно так же, как если бы вы захотели изучить работу мотора, то вы первоначально познакомились бы с ним в стоячем виде; словом, ознакомились бы с его устройством вне работы, а потом уже пустили бы его в ход и посмотрели бы, что получается. Рассмотрим, что такое мышцы сами по себе и как они работают. Рис. 10 изображает две кости, между которыми натянута мышца. Вот в сущности форма, которая повторяется во всех установках мышц человеческой машины. Но вырезать для опытов мышцу у человека невозможно. Для этого лучше всего взять животное, напр., лягушку. Если вырезать мышцу у лягушки и попробовать ее растянуть, то вы увидите, что она упруга, она сопротивляется, т.-е. развивает некоторую силу. Мышца растягивается, как пружина. Если вы возьмете лягушечью мышцу и к ней подвесите гирьку, то она растянется, станет длиннее, а как только вы снимете гирьку, мышца примет снова прежнюю длину. Разница с обыкновенной пружинкой есть, и мы к ней еще подойдем. Чтобы представить себе мышцу-пружинку, возьмем для начала простую пружинку. Если подвесить на конец пружины груз, то он растянет пружину. Что это значит?

Рис. 10. Действие мышцы на рычаг кости. Эта мышца (бицепс или двуглавая мышца плеча) действует только на кости предплечья, так что сжимание кисти в кулак, изображенное на этом рисунке, есть вольность художника.

Вы знаете, что упругие тела, например пружина, обладают тем свойством, что они сами собой возвращаются к прежнему размеру, как только вы перестанете их растягивать. Для того, чтобы как-нибудь изменить их форму, для того, чтобы растянуть пружину или упругое тело, нужно приложить какую-нибудь силу, в данном случае гирю, и она силой своего веса растягивает пружину. Известно, что если для какого-нибудь движения нужно приложить силу, то это значит, что это движение требует работы. Вы знаете, вероятно, что если взять гирю и дать ей упасть на землю, то она, падая, производит работу, и эта работа измеряется произведением веса груза на ту высоту, на которую этот груз опустился. Работу измеряют килограммометрами. Вот поэтому мы с вами скажем, что если, например, к какой-нибудь пружине подвесить гирю в 1 килограмм, а гиря ее растянет на 1 метр, то это значит, что гиря произвела работу в 1 килограммометр. Для того, чтобы растянуть нашу пружину на данную величину, потребовалась работа в 1 килограммометр. Куда же делась эта работа, куда она пошла? В природе ничего не пропадает.

Между тем гиря, опустившись, остановилась спокойно, перестала двигаться. Значит, работа куда-то исчезла. Где она находится?

Слушатель. Эта работа израсходовалась на растяжение пружины.

Лектор. Конечно, она израсходовалась на растяжение пружины. И если вы ее отпустите, она с силой сократится обратно. Все количество работы, значит, перешло в скрытую форму напряжения пружины. Чем пружина больше растянется, тем больший запас работы в ней скрыт. Возьмем другой вид пружины, который вам больше знаком. Скажем, пружину граммофонную. Если вы растянете эту пружину, вы создадите в ней напряжение и эту работу почти что полностью вам пружина возвратит, когда начнет раскручиваться. Значит, основное свойство пружины таково: ее можно заряжать работой, создавая в ней напряжение, и можно получать ту же работу обратно в любой момент, когда пружина опять раскрутится и ликвидирует свое напряжение. Она возвращает ту работу, которую мы ей сообщили. Теперь, очевидно, что вы можете растянуть пружину, скажем, рукой или грузом и затем, предоставить ей сокращаться обратно. Посмотрим, что же получается с мышцей той же лягушки.

Вот вы растянули мышцу, создали в ней какую-то силу напряжения и зарядили ее работой. Эта сила напряжения в ней может быть ликвидирована, если вы ей предоставите укоротиться обратно. Мышца сократится и возвратит часть работы. Теперь, почему часть? Вот почему. Какую бы вы идеальную стальную пружину ни взяли, все равно она всей работы не может возвратить, потому что часть работы расходуется на внутреннее трение частиц. Как бы ни хороша была пружина, трение в ней всегда есть, и на это трение расходуется работа. Поэтому часть, может быть 95%, но не все 100% вернутся обратно. С мышцею дело обстоит хуже. Она не способна вернуть и 50% всей работы; она расходует громадное количество этой работы на трение. Если вы ее растянете и потом предоставите ей сократиться самой, то она вернет не всю работу, а только часть ее. Вам может притти в голову, что если бы мышца была 50 сантим. длины, а мы растянули ее еще на 8, то после этого она уже не смогла бы сократиться до прежних 50 сантиметров, а только до 51–52. Опять возьмем, в последний раз, ту же самую пружину, с которой дело происходит проще. Что будет, если вы к ней подвесите гирю? Эта гиря начнет ее растягивать? Совершенно правильно. Что значит растяжение? Попробуем разобрать это, и вы всю жизнь не забудете, что значит: гиря растягивает пружину. Гиря тянет пружину книзу с силой, равной ее весу. Давайте писать в цифрах: пусть гиря весит один килограмм. Как подвесить гирю, чтоб она была в равновесии? Когда мы только подвесили гирю к пружине, последняя еще сопротивляться не может: она ведь еще не растянута. Значит, гиря начинает падать вниз, куда тянет ее собственный вес, и со стороны пружины она никакого противодействия не встречает. Как только она начинает тянуть пружину книзу, то в этот же момент, благодаря начинающемуся растяжению, создается некоторое сопротивление, которое начинает тянуть гирю кверху. Гиря тянет книзу с силой в 1000 грамм, но пружина начала действовать, например, с силой в 100 грамм. В результате получится равнодействующая этих двух сил: 1000 вниз и 100 кверху, т.-е. 900 грамм, направленных книзу. Чтобы узнать, с какой силой гиря тянет пружину книзу, надо взять разность обеих сил. Вы знаете, что чем сильнее растянута пружина, тем больше у нее сила сопротивления, так что можно настолько сильно растянуть пружину, что получится какое угодно сопротивление. (Понятно, в пределах упругости пружины!) Вот мы общими усилиями растянем пружину, т.-е. не мы сами, а опускающийся груз растянет ее до такой степени, что сопротивление будет равно тем же самым 1000 граммам, что и вес груза. Это значит, что обе силы уравновесятся. Но значит ли это, что груз остановится на той же высоте? Ведь груз, опускаясь вниз под действием силы, опускается все скорее, потому что сила все время направлена книзу. Возрастающее сопротивление пружины уменьшает равнодействующую силу, но до мгновения равновесия она все время направлена вниз, и силы, направленной кверху, гиря не встречает.

Что же из этого следует? Из этого следует, ни больше ни меньше, как то, что пружина и гиря к этому моменту будут обладать очень порядочной скоростью движения и на точке равновесия не остановятся. При этом гиря, ничем не затормаживаемая, перейдет через точку равновесия, — значит, она растянет пружину еще сильнее. Опять груз гири все время будет равен 1000 граммов вниз, но сопротивление будет теперь уже больше, чем 1000 граммов. Теперь равнодействующая сила лезет кверху и на этот раз будет тормозить груз. Точка равновесия есть точка, через которую груз пройдет с самой большой скоростью; книзу от нее он начнет замедлять свою скорость, потому что тормозит сила пружины. Груз пройдет еще такое же расстояние книзу от точки равновесия, какое он прошел до нее сверху. Вот что получится, если изобразить графически растяжение пружины грузом (рис. 11). Он пролетит через положение равновесия, и груз достигнет в два раза более низкого места. Но так как в том пункте, где груз наконец остановится, равновесия нет, то пружина начнет подтягивать груз обратно. Он вернется назад, но опять пролетит слишком быстро через положение равновесия. Словом, если пружина очень хороша (вы это, вероятно, наблюдали много десятков раз в вашей жизни), то пружина начнет просто качаться то вверх, то вниз. И, наконец, очень медленно колебания «затухнут» на уровне равновесия. Пружина остановится только тогда, когда вся работа первоначального падения груза израсходуется на трение. До тех пор, пока она не израсходована, эта работа будет выражаться в движении груза взад и вперед. А теперь перейдем к нашим мышцам.

Рис. 11. Растяжение пружины грузом.
Белые стрелки, направленные кверху — напряжения пружины; стрелки, направленные вниз — сила тяжести груза; черные стрелки — равнодействующая обеих сил. x1 — положение равновесия (равнодействующая равна нулю).

Разница будет в том, что в мышце силы трения очень велики. Теперь давайте на чертежике рис. 12 изобразим, что будет дальше с мышцей, проделает ли она такое же колебание, как пружина, или нет. Я возьму несколько колебаний, чтобы было ясно. Вот что будет проделывать пружина, когда мы на нее подвесим груз и пустим. Трение внутри мышцы очень велико, и мышца будет растягиваться от нашего груза медленно, ее трудно «раскачать». Но кроме того, оказывается, что ее качания затухают гораздо быстрее: одно или два колебания, и мышца остановилась, она уже поглотила всю работу того груза, который ее раскачал. После очень короткого промежутка мышца нашла точку равновесия, остановилась на своей новой длине и уравновесила груз.

Рис. 12. Как выглядят затухающие колебания пружины, выведенной из равновесия грузом. Совершенно сходно выглядит и затухающее колебание мышцы (рис. 13) только затухание там быстрее.

Мы должны условиться вот о чем. Когда я говорю: мышца уравновесила такой-то груз, это значит, что мышца напряжена с силой, равной силе тяжести груза, подвешенного к ней. Сказать, что мышца уравновесила груз в 1 килограмм, это все равно что сказать: в мышце имеется напряжение в 1 килограмм. Но мышца обладает одним замечательным свойством, которым ни одна из наших искусственных пружин не обладает. Это свойство заключается в особом способе заряжения мышцы работой. Для пружины или для мертвой мышцы у нас есть единственный способ: взять мышцу (вырезанную у лягушки) и растянуть ее. Но оказывается, что у мышцы, которая сидит на своем месте в живом организме, есть другой способ заряжаться работой; такой способ, при котором ее растягивать не нужно. Этот способ заряжает мышцу за счет внутренних процессов, без всяких видимых движений. Способ этот отличает живую мышцу от тех двигателей, которые нам известны. Его называют возбуждением мышцы. Если через мышцу пропустить электрический ток, даже один-единственный электрический разряд, то вдруг мышца подтянет груз кверху. Вы все знаете, что мышца сокращается, и ничего удивительного в этом нет, но механически это, оказывается, чрезвычайно удивительная вещь. Пусть мышца уравновешивает 1 килограмм. Теперь, если мышца подтянула груз кверху, значит, равновесие нарушилось, т.-е. сила, направленная кверху, перевесила. Оказывается, мышца получила напряжение не в 1 килограмм, а больше, — скажем, в 1½. Откуда она взяла эти ½ килограмма? Непонятно. Откуда мышца взяла работу на добавочное напряжение? Итак, возбуждение мышцы, которое получается, например, если пропустить через мышцу электрический разряд, заряжает мышцу работой не механическим способом, а как-то иначе.

Надо обратить ваше внимание на то, что мышца, которая сокращается от возбуждения, например от электрического разряда, ведет себя точно так же, как это было с пружиной, обладающей большим трением. Мышца всегда и все время ведет себя, как пружина. Вся разница заключается единственно только в том, что эту живую мышцу можно заряжать работой с помощью электрического процесса.

Живые мышцы человеческого организма заряжаются работой также при посредстве электрического толчка особого рода, но этот толчок передается через нерв. Как это происходит, поговорим позднее. При этом в мышце освобождается порция работы, но не от механического растяжения, а от сгорания некоторых частей мышечного вещества. Мышцу можно сравнить с двигателем внутреннего сгорания, скажем с мотором Дизеля; и в ней происходит сгорание топлива с освобождением работы.

Разберем с этой точки зрения мышечное сокращение. Пусть у нас опять будет взята мышца, вынутая из лягушечьего организма. Давайте мы вырежем ее вместе с нервом и с кусочком спинного мозга; она не сразу погибнет, и можно будет произвести над ней опыт. Если к этой мышце подвесить маленький грузик и ее уравновесить, тогда тяжесть груза и напряжение мышцы будут равны между собой. Если вы пропустите электрический ток, то мышца сначала напряжется сильнее, оставаясь еще на мгновение той же длины, как и до возбуждения. В первое мгновение — одну или две сотых доли секунды — укорочение будет незаметно. Затем в следующее мгновение мышца начнет делаться короче, потому что ее напряжение пересиливает вес груза. Заметьте, что напряжение мышцы растет вместе с весом груза. Чем больше груз, тем больше напряжение. Значит, при сокращении мышцы есть два последовательных момента, два последовательных события: сначала происходит напряжение мышцы, потом начинается сокращение, которое связано с расслаблением мышцы. Мы называем эти события так: фаза напряжения (без движения), а потом фаза сокращения (с расслаблением мышцы).

Вот этой маленькой подробности вы не знаете, или она не приходила вам в голову. Мы так привыкли говорить о том, что мышцы напрягаются при движении, и никому не приходит в голову, что мышцы расслабляются, а не напрягаются во время работы. Когда мышце приходится двигаться, она расслабляется. Пока мышца напряжена, она не производит работы. Почему это происходит? Это будет ясно, если мы поняли подобие между устройством мышцы и пружины. А теперь перейдем к описанию деятельности мышцы, ее сокращения. Надо точно знать работу двигателя, чтобы разобраться в более сложных вещах.

Как происходит сокращение мышцы? Прежде всего укажу вам следующее. Мы сказали, что мышца возбуждается и получает заряд работы, когда она подвергается действию электрического тока или (электрическому же) воздействию нервов, которые подходят от центра — мозга — к этой мышце. В чем состоит возбуждение мышцы, наука точно не знает. Важно, что электрические явления в мышце определенно доказаны. Доказано еще кое-что. Оказывается, если каким-нибудь способом произвести мышечное возбуждение, то ее электрический заряд в это время меняется. Если вы соедините мышцу с гальванометром, то увидите, что как только точка мышцы возбуждается, то она получает отрицательный заряд. Важно знать, что здесь всегда есть какой-то внутренний ток, небольшой, всего около одной пятой вольта, не больше. Если вы вызовете возбуждение в какой-нибудь точке мышцы, то оно сейчас же разбегается в обе стороны по всей мышце, со скоростью, примерно, в десять метров в секунду, т.-е. со скоростью пассажирского поезда. Но зато обнаруживается, что в каждой данной точке мышцы возбуждение держится очень недолго, одно мгновенье, а затем мышца опять возвращается в свое прежнее спокойное состояние. Долгое время удержать мышцу в состоянии возбуждения нам никаким способом не удается. Мышца может возбуждаться на одно мгновение, как будто бы вздрогнет и после этого сейчас же успокаивается.

Если вы будете измерять с помощью гальванометра, что происходит в мышце во время возбуждения, и соедините с гальванометром какие-нибудь две точки мышцы, тогда у вас получится вот что: пусть возбуждение началось в точке A. В этот момент точка A будет электро-отрицательна, а другая точка B — положительна. Спустя несколько сотых долей секунды возбуждение успеет перебежать из точки A в другую точку B. Тогда получится, конечно, обратная вещь: точка A станет снова нейтральной, точка B, теперь возбужденная, окажется отрицательной. Ток получает обратное направление. Следовательно, гальванометр сначала качнется в одну сторону, потом в другую. Если суметь записать, что происходит в данной точке мышцы, то очевидно запись покажет сперва спокойное состояние мышцы, затем колебание тока в одну сторону, потом в другую, и все успокаивается. Вот это колебание тока в возбужденной мышце называется током действия. Оно всегда происходит, когда мышца возбуждается, и всегда чрезвычайно коротко.

Теперь вы мне задаете вопрос: как же так, мы можем показать на наших мышцах, что они работают в течение нескольких минут, а вы говорите, что они возбуждаются всего на одно мгновение? Правильно. Но происходит это, оказывается, совсем не так просто. Понятно, что если мышца получает такой короткий толчок возбуждения, какой, по моим словам, она только и может получить, то она не сможет сократиться длительно. Она может только вздрогнуть. Если вы пропустите через мышцу или ее нерв электрический ток, то мышца сделает вот что. Допустим, что мы подвесили мышце гирьку, а к ней присоединили пишущее перышко. Ясно, что теперь, если эта гирька опустится или поднимется, то перышко подвинется вместе с ней. Теперь очевидно, что если около перышка будет вертеться барабан, обтянутый закопченной бумагой, а в это время мышца будет двигаться, то перышко запишет кривую, изображенную сокращение мышцы. На рисунке 13 вы видите кривую вздрагивания мышцы. Пока она возбуждена, она может тянуть груз кверху. Но как только возбуждение пропало, начавшая сокращаться мышца оказывается в положении чрезмерно укороченном, и потому груз оттягивает ее опять вниз.

Как же заставить мышцу сокращаться длительно? Оказывается, что для этого нужно возбуждать мышцу не один раз, а много раз. Длительно, непрерывно мышца сокращаться не может; она может сокращаться только толчками, и если толчки очень часты (раз 50 в секунду), они сливаются друг с другом.

Рис. 13. А — кривая тока действия мышцы, Б — кривая вздрагивания мышцы, В — колебания камертона, отмечающего сотые доли секунды. Запись здесь фотографическая. (По Юдину).

Теперь перейдем к более тщательному разбору того, что происходит с живой мышцей. Мы установили, что нет способа получать получать у мышцы более длительного возбуждения, чем на несколько сотых долей секунды; и если мы ограничимся одним таким однократным возбуждением, то мышца вздрогнет, даст мгновенное вздрагивание. Видите, какая кривая и затем ничего. Возбуждение мышцы зависит от того, что при этом быстро разлагается часть вещества самой мышцы. Это вещество, разлагаясь, освобождает часть своей энергии, которая превращается в механическую энергию напряжения мышцы. Первый источник движущей силы мышцы — это химический процесс, своего рода сгорание внутри мышцы. Итак, наступает фаза напряжения. Если мы сумеем точно записать сокращение мышцы на тот же самый вертящийся барабан, на котором записываем одновременно и ток, которым мы возбуждаем мышцу, и ток действия самой мышцы, то мы точно увидим, как друг за другом следуют последовательные фазы мышечного сокращения. Мы можем сделать так, чтобы ток, который мы пропустили в мышцу, отметил момент начала своего действия на барабане. Оказывается, что в тот момент, когда ток проходит через мышцу, и в ней происходит возбуждение, мышца еще неподвижна. Чтобы сдвинуть с места какой-нибудь груз, нужна сила, которая должна продолжаться некоторое время. И вот, одну-две сотых доли секунды мышца стоит и затем только начинает двигаться. Однако, едва она пройдет очень малый путь, возбуждение мышцы уже кончается, но мышца не опадает, а продолжает двигаться, сперва укорачиваясь, потом снова удлиняясь, что продолжается 20–30 сотых долей секунды. За счет чего же она идет вверх? Ведь возбуждение уже прекратилось? Только за счет той инерции, того разгона груза, который она успела в первый момент получить. Она подпрыгивает еще немного кверху и возвращается обратно. Если мы на том же барабане (уже не закопченном, а оклеенном фотографической бумагой) запишем и ток действия мышцы, то получится еще нагляднее. Вы помните, что электрический ток, который пробегает через мышцу взад и вперед, точно соответствует по времени возбуждению мышцы. Как только ток прекратился, кончилось и возбуждение мышцы. Так вот, если мы запишем колебание электрического тока, которое началось в тот момент, когда мы возбудили мышцу, то эти колебания будут выглядеть, приблизительно, таким образом (рис. 13). Вы видите это колебание тока взад и вперед. Из рисунка вытекает, что как раз возбуждение мышцы всего сильнее тогда, когда она еще не вздрогнула, не успела сдвинуться с места. Почему такое расхождение во времени, почему вздрагивание после возбуждения? Я думаю, это вам достаточно понятно из того, что мы говорили в начале лекции.

Теперь представьте себе, что в то мгновение, когда мышца уже отчасти подскочила кверху, мы возбуждаем ее второй раз. Произойдет вот что. Так как первое возбуждение кончилось очень скоро, мышца успевает подскочить сравнительно не высоко и поэтому в этом новом положении, где ее застигнет второй электрический разряд, она будет сокращена немного. Значит, в этом новом положении свойства ее будут близко сходны со свойствами до начала первого возбуждения. Получится то, что мышца подскочит еще выше, при чем на почти такую же высоту, начиная от того места, где ее застигло второе возбуждение. Кривая получит вид, изображенный на рисунке 14. Теперь, если мы сообщим мышце третье возбуждение, то она подскочит еще выше. Если мы ей сообщим несколько таких толчков один вслед за другим, то окажется, что ее сокращение сделается более высоким, гораздо выше того, какое получалось за счет первого возбуждения. Если мы будем непрерывно раз за разом возбуждать мышцу, то кривая получит вид зубчатой линии: мышца поднимет груз на некоторую высоту, на которой она будет некоторое время дрожать, и только после прекращения наших последовательных возбуждений возвратится назад. Если мы начнем возбуждать ее раз 50 в секунду, то она не успеет опуститься после первого толчка, и кривая ее сокращения будет выглядеть уже гладкой; она станет давать такие незначительные колебания, что их нельзя будет рассмотреть на нашей записи. Следовательно, если вы мышцу раздражаете очень часто, то она длительно остается сокращенной, чуть-чуть подрагивая на достигнутой высоте.

Рис. 14. I — Сложение двух последовательных одиночных сокращений.
II — сложение многих сокращений, следующих быстро одно за другим.
III — тетаническое сокращение. (По Ландуа).

Мы можем получить длительное сокращение мышцы только тогда, когда возбуждения следуют часто одно за другим. Если человеческая мышца испытывает 50 возбуждений в секунду, т.-е. 3000 в минуту, то она дает такое плавное сокращение. Можно сделать на себе такой простой опыт. Достаточно крепко сжать свои собственные челюсти, чтобы услышать низкий скрипящий звук около ушей. Этот звук есть не что иное, как звук мышцы, которая служит для стискивания челюстей и помещается в области виска, близко к ушам. Но как раз, когда будете стискивать челюсти, вы создадите длительное напряжение мышцы. Эта мышца то сокращается, то расслабляется и дает очень мелкое дрожание, на ощупь незаметное, а на слух похожее на скрип. Если напрягать сильно какую-нибудь мышцу руки, то можно заметить дрожание, которое происходит от длительного мышечного сокращения. Если приложить ухо к мышце, которая находится в состоянии сокращения, то вы услышите низкий басовый звук. Это есть «мышечный тон».

Физиологи показали очень интересную вещь. Человеческая мышца никогда не проделывает в естественных условиях одиночных сокращений. Иными словами, нервная система, которая посылает в мышцы возбуждение, способна посылать только десятки возбуждений в секунду. Одно возбуждение, один толчок наша нервная система не умеет посылать; она умеет посылать только такие ритмические возбуждения. Значит, наши мышцы по велению нервной системы могут сокращаться только по описанному сейчас сложному типу, который получается от слияния очень часто следующих возбуждений. Мы называем это тетаническим сокращением мышц, или тетанусом. Только такие тетанические сокращения может получать мышца через нервную систему.

Искусственно вы можете заставить человеческую мышцу проделать и одиночное вздрагивание. Если через любую из наших мышц пропустить из индукционной катушки одиночный электрический удар, то мышца проделает самое настоящее единственное вздрагивание. Но сами вы произвольно можете получить только тетанус.

Теперь достаточно говорить о деятельности искусственно выделенной мышцы. Надо перейти к тому, как мышцы работают в условиях человеческого организма, разобрать, как они укреплены, как построены и как действуют. О строении мышечных волоконец мы уже говорили. Теперь надо сказать, что мелкие мышечные волоконца, подобранные параллельно друг с другом, погружены в довольно вязкую жидкость, которая сама по себе не принимает активного участия в движении мышцы, а служит как бы футляром для мышечных волокон. Общее строение мышцы вы можете себе представить так, что это есть пакет с тонкими волокнами, которые окружены внутримышечной жидкостью, конечно, тонким слоем. Каждый пучок волокон одет, кроме того, в тонкий чехол, который отделяет его от соседнего пучка. Множество таких пучков расположено рядом друг с другом с небольшими промежутками между ними. Вся мышца в целом бывает одета футляром из такой же упругой ткани, только более прочным. Он также предохраняет ее и одевает со всех сторон. На концах мышцы, если взять ее всю целиком, поперечно исчерченные мышечные волоконца исчезают и постепенно переходят в сухожильные волоконца. Сухожильные волоконца отличаются чрезвычайно большой прочностью. Сами они пассивны и участия в вызывании движения не принимают, но служат для прикрепления мышц к костям или тем органам, которыми она должна двигать. Сухожильные волокна тоньше, чем мышечные; поэтому и сухожилие в целом обычно тоньше, чем его мышца. Слово мышца происходит от слова мышь; это именно от того, что она своим брюшком и тонким хвостиком напоминает мышонка. Как укрепляется мышца к тем органам, которыми ей приходится двигать, мы разберем уже в одной из следующих лекций; сейчас ограничимся только просмотром рисунков и вопросами по существу.