Когда кто-то подвергает свои части тела воздействию холода (особенно ноги и руки), они могут онеметь, а обе мышцы временно блокируются.
Какова типичная температура тела, ниже которой мышцы человека не работают должным образом?
Более того, какой механизм стоит за этим?
РЕДАКТИРОВАТЬ:
Интересует случай, когда мышцы почти перестают работать (например, невозможно взять чашку), а не только при небольших возмущениях силы.
Если вы вырезаете поперечнополосатую мышцу практически из любого организма, реальный сократительный аппарат работает в широком диапазоне температур. Так что это в масштабе одного мышечного волокна. Сама мышца продолжает работать при всех (размороженных) температурах ниже температуры тела - проблема в ее регуляции.
Реакция дрожи — централизованно контролируемый непроизвольный мышечный паттерн — подавляет произвольный мышечный контроль. Таким образом , механизм потери мышечной координации при гипотермии такой же, как и механизм дрожи. Когда внутренняя температура падает, средний мозг начинает подавлять произвольный контроль над мышцами. Когда температура ядра падает достаточно сильно; около 32°С озноб часто замедляется или прекращается. Произвольные движения нарушаются, вероятно, потому, что мозг просто не работает; скорость возбуждения нейронов настолько низка, что чувствительность, обработка и двигательные реакции критически нарушены.
Чувство онемения на самом деле напрямую не сопровождает потерю мышечной сократимости. Вы можете ходить по замерзшим ногам почти бесконечно долго, если сможете удерживать равновесие (и поддерживать высокую температуру тела). Многие люди переживают сильное обморожение ног (однако их ноги не часто выживают). Причина, по которой это кажется ваши руки не работают, когда они замерзают, заключается в том, что вы не чувствуете, что делаете (обратите внимание: ваши руки могут быть намного холоднее, чем температура вашего тела). Но сами мышцы работают до тех пор, пока не замерзнут.
ОБНОВЛЕНИЕ: Вот документ , который напрямую касается сценария, изложенного OP - снижение силы сцепления с температурой. Рисунок 1 этой статьи иллюстрирует их экспериментальную установку; они измеряют силу сокращения указательного пальца, манипулируя температурой остальной части руки. Они показывают, что сократительная функция нарушается при температуре, и рассматривают температуру до 12°C.
Они измеряют до 50% ухудшение напряжения сокращения при охлаждении до 12°C. Интересно, что они рассматривают результаты, свидетельствующие о том, что часть этого эффекта присуща мышечному волокну (а не неврологическому), показывая, что мне следует уточнить, что подразумевается под «продолжением работы» в моем вступительном абзаце. (Я имел в виду способность генерировать сократительную силу при уравновешивании в растворе, содержащем достаточное количество АТФ и Са. , а не способность оптимально сокращаться.) Ради интереса я линейно экстраполировал последнюю руку на рис. 5 и обнаружил, что «произвольное напряжение» приближается к 25% при 5C. Это говорит о том, что полный отказ произвольного сокращения происходит где-то ниже точки замерзания воды (мышца замерзнет при температуре ниже 0°С из-за коллигативных эффектов).
Это кажется сложным, но я нашел ссылку , которая может ответить на эти вопросы (если это правильно).
Здравый смысл спортивной физиологии состоит в том, что мышцы человека регулярно работают в диапазоне от 37 до 40 градусов, что соответствует температуре тела. Поскольку мышцы выделяют довольно много тепла, когда они функционируют, они обычно не функционируют при более низких температурах, и начинается гипертермия.
Томас и др. проверьте это, охладив некоторые мышцы добровольцев! Они говорят, что внутренняя температура тела более важна, чем периферическая температура для восстановления мышечной силы (вырабатываемого крутящего момента). Гипотермия, по-видимому, делает жертву все слабее и слабее, и, по-видимому, она довольно быстро опускается ниже 37 градусов по Цельсию. Они предполагают, что охлаждение может на самом деле помешать нервной системе активировать мышцы, что может быть ответом на ваш вопрос.
Это, наверное, не последнее слово, но насколько я понял...
Райан
Петр Мигдаль
Райан
Рори М