4-4. Koszt fizjologiczny i energetyczny pracy fizycznej statycznej - pojęcia, metody oceny, optymalizacja obciążeń

prof. dr hab. med. Henryk Kirschner - Akademia Medyczna w Warszawie

4-4.1. Dane ogólne

Mięśnie szkieletowe cechują się dwojakim rodzajem aktywności: dynamiczną i statyczną. Pierwsza wiąże się z czynnością skurczową, podczas której dochodzi do zmniejszenia długości mięśnia i zbliżenia miejsc jego przyczepów na częściach kostnych. W ten sposób odbywają się ruchy lokomocyjne, a także pokonywanie oporów zewnętrznych, co umożliwia wykonywanie różnych operacji ruchowych prowadzących do przemieszczania przedmiotów, posługiwania się narzędziami i innych oddziaływań na środowisko. Siła mięśni działa wówczas wzdłuż pewnej drogi i jest wykonywana praca mechaniczna, którą w określonych warunkach można łatwo zmierzyć, np. w trakcie podnoszenia ciężaru na określoną wysokość czy jazdy na cykloergometrze. Taki rodzaj wysiłku nazywamy pracą dynamiczną. U jej podłoża leżą izotoniczne skurcze mięśni, w czasie których mięśnie ulegają skróceniu przy względnie stałym napięciu. W rzeczywistości mięsień, który podczas skracania się pokonuje opór zewnętrzny, nie wykazuje stałego napięcia. Dlatego używana jest również nazwa „skurcz auksotoniczny”.

Praca statyczna stwarza inny, również bardzo istotny rodzaj aktywności mięśniowej. Jej istotą są skurcze izometryczne, charakteryzujące się tym, że stan pobudzenia powoduje wzrost napięcia mięśni, natomiast nie ulegają one skróceniu. W rezultacie nie następuje zbliżanie się do siebie miejsc ich przyczepu na częściach kostnych. Rozwijana siła mięśniowa pozostaje w stanie równowagi z oporem zewnętrznym lub siłą ciężkości. Nie ma zatem efektu pracy w sensie mechanicznym. Jednak wzrost napięcia mięśnia, spowodowany jego izometrycznym skurczem, jest czynnym procesem fizjologicznym stanowiąc często duże obciążenie dla organizmu. Dlatego mówimy o pracy statycznej.

Podstawowa część obciążeń typu statycznego jest związana z napięciami posturalnymi odgrywającymi rolę w utrzymaniu pożądanej pozycji ciała. Pełną relaksację mięśniową uzyskuje się w zasadzie tylko w pozycji leżącej lub półleżącej. W innych pozycjach ciała rozwijana siła napinających się mięśni oddziałuje na kościec, zapewniając jego stabilizację przestrzenną wobec działania siły grawitacji. Praktycznie każdej pracy dynamicznej towarzyszą napięcia statyczne części grup mięśniowych, decydujące o pożądanej pozycji ciała. Część napięć statycznych ma charakter operacyjny, bezpośrednio związany z wykonywaną pracą, np. przy posługiwaniu się ciężkimi narzędziami, ręcznym podtrzymywaniu metalowych elementów przed ich zamocowaniem w obrabiarce itp. Napięcia operacyjne wiążą się przede wszystkim z koniecznością utrzymania kończyn górnych na pewnej wysokości oraz z ich obciążeniem. Odgrywają przy tym rolę kąty rozmieszczenia ramion i przedramion w stosunku do tułowia i połączeń stawowych.

Elementy statyczne pojawiają się również w pracy dynamicznej, jeśli skurcze mięśniowe - szczególnie przy znacznym obciążeniu - odbywają się powoli, co pod pewnymi względami upodabnia je do skurczów izometrycznych. W tej kategorii mieszczą się operacje ruchowe z udziałem znacznych sił.