Занимательная физиология

Чтобы мышца стала сокращаться, необходимо чем-нибудь ее раздражить. В живом человеке таким раздражителем служат приказы, исходящие из головного мозга. Приказы эти передаются по особым нервам, которые получили название двигательных. Что это за приказы, в чем заключается их природа, какая сила двигается по нерву от мозга к мышце, — это достоверно не известно; для простоты будем считать эту силу похожей на электричество. Двигательный нерв подходит к середине мышцы, и от середины возбуждение передается к ее концам. По мере движения этого возбудителя мышца сокращается и вздувается. Если мышца лежит под кожей, то движение вздутия видно снаружи, и кажется, будто под кожей бежит мышка. Вот почему римляне и назвали мышцу «musculus», что значит мышка.

ГЛАВА 2

Как мертвую лягушку заставить двигаться

Мышцы отличаются большой живучестью. После смерти животного или человека многие мышцы долго сохраняют жизнеспособность, и они не сокращаются в трупе лишь потому, что головной мозг не может посылать необходимых для этого приказов. Особенно живуча мышца сердца. Нашему физиологу профессору Кулябко удалось заставить сокращаться, т. е. биться, сердце ребенка, умершего сутки назад. Для этого надо было вызвать дыхание сердечной мышцы, а чтобы заставить ее поглощать кислород, через сердце надо было пропускать теплый раствор соли, так называемый физиологический раствор, насыщенный кислородом.

Очень живучи мышцы у лягушки. Вырезанную лягушечью мышцу можно заставить сокращаться, если раздражать ее электричеством. В данном случае электричество заменяет те приказы головного или спинного мозга, которые заставляют сокращаться мышцы в живой лягушке. Раздражение электричеством заставляет мышцу сокращаться и в том случае, если раздражителя мы прикладываем не к самой мышце, а к нерву, который к ней подходит. Вынув у мертвой лягушки все внутренности, можно видеть в задней половине полости тела у позвоночного столба пучок нервов, отходящих к задним ногам. Если к этим нервам приложить концы проводов электрической машинки, употребляемой для лечения электричеством, мертвая лягушка начинает двигать ногами.

ГЛАВА 3

Гул, издаваемый мышцей

Для изучения работы мышцы употребляется незамысловатый аппарат, получивший название миографа (рис. 21). Он состоит из штатива или стержня, к которому прикрепляется один конец вырезанной лягушечьей мышцы. Другой конец привязывается к рычажку, вращающемуся на оси. Если мышцу раздражить электричеством, она сокращается, тянет за собой рычажок, свободный конец которого чертит линию на закопченной бумаге. Когда бумага наклеена на цилиндр, который вращается, то с каждым новым сокращением черта приходится на новом месте, и линия получается волнистой. Если электрический ток пустить на одно мгновение и потом прекратить, то мышца сократится, но через очень незначительную долю секунды наступает расслабление, и мышца начинает растягиваться. Но если раздражение не прерывать, то мышца не успеет растянуться, как в ней наступает новое сокращение, вследствие чего все время, пока длится раздражение, она находится в сокращенном состоянии. Такое состояние мышцы называют столбняком, или тетанусом. На первый взгляд кажется, будто такая мышца находится в состоянии покоя, т. е. будто она сократилась и прекратила свою работу. Но этот кажущийся покой, или столбняк, складывается из суммы отдельных мышечных сокращений, быстро следующих друг за другом. Это видно уже из того, что такая мышца обнаруживает ясное движение и производит даже гул.

Этот гул мышц вы можете слышать на собственном теле. Если, закрыв уши руками, с силой сжать локти и держать их некоторое время в таком состоянии, то в ушах слышится шум. Этот звук происходит вследствие того, что мышца нижней челюсти приходит в состояние столбняка и дрожит. Еще лучше слышен мышечный гул у человека, поднявшего ведро воды. Если к мышце такого человека, напрягающейся вследствие поднятия тяжести, приложить стетоскоп, т. е. трубку, которой врачи выслушивают грудь, то ясно можно слышать гул мышцы. Гул указывает на то, что мышца дрожит. Вместе с тем он указывает и на то, что головной мозг продолжительно работающей мышце посылает не один приказ, не одно возбуждение, а целый ряд таких приказов, как установлено, не менее 19-ти в секунду.

ГЛАВА 4

Сила мышц

Если лягушечью мышцу одним концом подвесить к штативу, а к другому привесить небольшой груз, раздражить ее электричеством, то мышца, сокращаясь, поднимет этот груз, т. е. произведет некоторую работу. Если груз увеличить, мышца поднимет его, но на меньшую высоту; если же груз слишком велик, то мышца не в состоянии его поднять и не произведет никакой работы. Сила мышцы зависит от площади ее поперечного сечения; чем мышца толще, тем она сильнее. Это, впрочем, и так понятно, потому что в толстой мышце больше мышечных волокон, а каждое волокно обладает известной силой сокращения. Но сила мышц зависит и от некоторых других обстоятельств. Не только у разных животных, но и у разных людей сила мышц бывает различна без всякого отношения к их толщине. Чтобы сравнить силу мышц разных животных и людей, надо брать мышцы одинаковой толщины но подобрать такие мышцы трудно; однако сравнение можно сделать и на мышцах разной толщины, выполнив несложный подсчет. Положим, что у одного животного мышца, имеющая в сечении 10 кв. см, может поднять наибольший груз в 100 граммов, тогда на каждый квадратный сантиметр ее толщины придется 10 граммов. Пусть у другого животного мышца сечением в 15 кв. см может поднять наибольший груз в 300 граммов. Здесь на долю каждого сантиметра сечения придется 20 граммов. Значит, вторая мышца вдвое сильнее первой.

Силу некоторых мышц, например мышц руки, не трудно определить и у человека, так как легко узнать, какую наибольшую тяжесть может поднять рука; толщину же мышцы можно измерить через кожу. Такого рода исследования показали, что сила человеческих мышц весьма различна у разных людей; у одних она меньше, у других больше, и даже у одного и того же человека меняется в зависимости от возраста, здоровья и питания. Дикие народы значительно сильнее культурных, а еще сильнее некоторые животные. Человек может поднять груз, равный приблизительно своему весу; жук поднимает груз раз в 14 тяжелее его самого, а муравей — в 23 раза, так что, если бы сила мышц у человека была такая же, как у муравья, он мог бы поднять груз в целую тонну.

ГЛАВА 5

Почему человек дрожит от холода?

Работающая мышца выделяет некоторое количество тепла. При помощи чувствительного термометра можно доказать, что даже такая маленькая мышца, как лягушечья, будучи приведена электричеством в состояние столбняка, заметно нагревается; температура ее повышается на 14–18 сотых долей градуса по Цельсию, а при каждом одиночном сокращении на 5 тысячных долей градуса.

У человека во время усиленной работы мышц выделяется так много теплоты, что ему становится жарко. Пильщики дров даже зимой работают без верхней одежды. Лучшее средство согреться на холоде состоит в том, чтобы двигаться. Если человек озяб и не делает никаких движений сознательно, то организм его начинает проделывать некоторые движения помимо его желания. Эти движения состоят в судорожном сокращении мышц, т. е. в том, что называют дрожью. Дрожь содействует развитию тепла, вследствие чего озябший согревается.

Таким образом, дрожь есть проявление борьбы с холодом. Во время сна, когда все мышцы произвольного движения находятся в покое, тело вырабатывает значительно меньше тепла, нежели во время бодрствования, поэтому спящему приходится одеваться теплее, нежели бодрствующему.