0190

entalpii swobodnej równa AG' = AG — AQ_n może być wykorzystana jako praca, reszta AQ_n = TAS_t wyraża ciepło nieskompensowane, wytworzone w procesach nieodwracalnych. W mięśniu nie pobudzonym praca wykonana sprowadza się wyłącznie do pracy wewnętrznej AW_t = AG] = AG_i—AQ_ni (praca wydatkowana na procesy transportów itp. i ta degraduje się do ciepła (pokonywanie oporów elektrycznych, tarcia itp.). Wobec tego w mięśniu nie pobudzonym, nie wykonującym pracy zewnętrznej, wydziela się ciepło A Q_sp, zwane ciepłem spoczynkowym, przy czym

A Q_st> = A H_sp = AG] + A Q_ni + TAS,    10.1

Podczas skurczu izotonicznego, kiedy mięsień kurcząc się o długość A.v dźwiga ciężar F. zostaje wykonana praca A W_e = F ■ Ax. Praca ta zostaje wykonana kosztem części zmiany entalpii swobodnej, której towarzyszy jednak wydzielenie dodatkowego ciepła AO_sk w procesach wzmożonego metabolizmu (wzrost pracy wewnętrznej.) Dla mięśnia wykonującego pracę zewnętrzną jest więc

AH_sk=AW_e+AQ_sJ[+AQ_ap

Na energię skurczu E składa się więc praca zewnętrzna wykonana podczas skurczu AW_C = FAx oraz ciepło skurczu AQ_sk

E = AlV_e+AQ_sk    10.2

Ciepło wydzielone podczas skurczu AQ_sk badał Hill. Z pomiarów przyrostu temperatury mięśnia (rzędu setnych części stopnia) podczas pojedynczego skurczu stwierdził, że na ciepło skurczu składa się:

—    ciepło A, zwane ciepłem aktywacji, wytwarzane po pobudzeniu mięśnia przed rozpoczęciem skurczu. Ciepło to nic zależy od tego, czy skurcz odbył sie z wykonaniem pracy, ani od wielkości wykonanej pracy;

—    ciepło skracania q. proporcjonalne do długości A.v skrócenia mięśnia

q = a • Ax

współczynnik proporcjonalności a nie zależy od wielkości naprężenia mięśnia (w odniesieniu do jednostki pola przekroju mięśnia: a = 0,035 J/cm³).

Po zakończeniu skurczu wydziela się tak zwane ciepło odnowy. Jest ono związane z procesami metabolicznymi, które przez kilkanaście do kilkudziesięciu minut po ustaniu skurczu odtwarzają zapasy substancji zużytych w czasie intensywnej aktywności komórek. Ilość tego ciepła jest w przybliżeniu proporcjonalna do całkowitej energii 10.2. wydzielonej w fazie skurczu mięśnia.

Wydajność energetyczną rj mięśnia wyraża się stosunkiem pracy AU, FAr wykonanej przez mięsień • do energii wydatkowanej na skurcz, czyli

ponieważ zgodnie z 10.2 jest E — AW_e + A + aAx, więc

E= A + (F-b a) Ax    10.3

IÓ7