Краткие теоретические сведения. Любое движение осуществляется сократительной функцией мышц

Любое движение осуществляется сократительной функцией мышц. Мышечная ткань разделяется на поперечно-полосатую, гладкую мускулатуру и мышечную ткань со специальными свойствами. Поперечно-полосатые мышцы – осуществляют перемещение тела в пространстве, движения, связанные с трудовой деятельностью, мимикой, определяют сокращения сердца, дыхательные движения и т. д., иннервируются соматическими нервами. Гладкая мускулатура входит в состав внутренних органов (стенок сосудов, бронхов, мочевого пузыря, желудочно-кишечного тракта), ее регуляция осуществляется вегетативной нервной системой.

Рабочим (эффекторным) отделом нейромоторного аппарата являются мышцы, раздражение которых вызывает их напряжение, укорочение и утолщение. Мышечные волокна состоят из сарколеммы (оболочки), киноплазмы (специализированные белки актомиозин, миозин, актотропомиозин, входящие в сократительный аппарат цитоплазмы), саркоплазмы (неспецифический аппарата цитоплазмы), клеточных образований и миофибрил. Различают мышечные волокна: тонические (с локальным состоянием возбуждения), фазные (способные распространять волну возбуждения), переходные (совмещающие оба свойства). Между волокнами имеется соединительно-тканная прослойка – эндомизий. Собранные в пучки мышечные волокна отделены перемизием.

Мышечные волокна обладают способностью возбудимости, сократимости и проводимости. Функциональной единицей мышц является нейромоторная двигательная единица, состоящая из мотонейрона и группы мышечных волокон, им иннервируемых.

В мышцах имеются красные и белые волокна. Красный цвет волокон в отличие от белых связан с развитой капиллярной сетью, большим количеством миоглобина, запасом гликогена и липидов, определяющих выносливость мышц, а белые характеризуются большим количеством миофибрил, скоростными качествами Передача возбуждения с нервного волокна на мышечное волокно осуществляется через нервно-мышечный синапс (мионевральный синапс).

Миофибрилы состоят из тонких нитей, миофиламентов или протофибрил, молекулярных образований белков миозина и актина. В состоянии покоя более длинные актиновые нити входят в начальные отрезки промежутков между толстыми миозиновыми нитями, что создает при электронной микроскопии вид поперечной исчерченности (диски А и I). В свою очередь диск I пресечен мембраной Z, которая фиксирует нити по отношению друг к другу. При сокращении актиновые нити втягиваются в промежутки между миозиновыми нитями.

К клеточным образованиям относится саркоплазменный ретикулом, содержащий две важные транспортные системы, накапливающие и освобождающие ионизированный кальций (кальциевый насос). В его работе важную роль играет АТФ-аза, расщепляющая АТФ, энергия которой идет на накопление Са.

Можно отметить, что сокращение и расслабление мышечного волокна включает следующие этапы: раздражение – возникновение потенциала действия – проведение его вдоль клеточной мембраны – распад АТФ – скольжение нитей актина и миозина (укорочение) – распад АТФ – секвестрация Са – расслабление.

Первичным источником энергии для сокращения мышц является расщепление АТФ, запасы которой в мышце незначительны. Восстановление АТФ осуществляется за счет креатинфосфата.

При истощении количества креатинфосфата его количество восстанавливается за счет энергии освобождающейся при расщеплении гликогена и глюкозы и образования фосфата при отсутствия О₂ (анаэробный путь). Он менее эффективен для ресинтеза АТФ (примерно в 20 раз), чем аэробный путь, связанный с «сжиганием» молочной кислоты в цикле трикарбоновых кислот в присутствии О₂.

Работа мышц связана с теплообразованием, необходимого для создания температурного оптимума их работы. Первая фаза теплообразования связана: с теплом активации, укорочения, расслабления. Вторая - фаза восстановительного или запаздывающего теплообразования (после работы).

Напряжение мышцы, при котором она не меняет свою длину, называется изометрическим (isos – постоянный) сокращением. Изотоническое сокращение – это сокращение, при котором меняется длина мышцы при относительно постоянном напряжении (тонусе).

Одиночное сокращение мышцы включает латентный период (2,5 мс, время от нанесения раздражения до начала возбуждения). Возбуждение мышцы на раздражение 3-5 мс (потенциал действия). Сокращение мышцы – 50 мс. Расслабление мышцы – 50 мс. В начале сокращения мышца находится в состоянии невозбудимости (фаза абсолютной рефрактерности) – 3,5 мс, далее следует фаза относительной рефрактерности, а затем фаза экзальтации – повышенной возбудимости. Представленная схема отражает, одиночное сокращение мышцы. Для мышц возможна суммация отдельных сокращений, когда одно сокращение как бы накладывается на последующее. Такой эффект получается при сокращении времени повторного раздражения мышцы в интервале 50 – 100 мс. Если повторное раздражение приходится на фазу расслабления или относительной рефрактерности, то можно получить сокращения мышцы большой амплитуды, причем их пики начнут сливаться. Такое сокращение названо тетанусом.

Сила мышцы – это способность преодолевать влияние сопротивления за счет собственного напряжения или сокращения мышц. Она прямо пропорциональна площади физиологического поперечника мышцы, т.е. сумме поперечного сечения (каждого волокна). Если измерить в эксперименте силу мышцы (в кг) и полученную величину разделить на площадь ее физиологического поперечника (в см²), то получится удельная сила мышцы. Длительное напряжение мышц, сохраняющее поддержание позы, на фоне которой осуществляются динамические мышечные сокращения, получило название мышечного тонуса. В создании тонуса важную роль играют медленные мышечные волокна, обладающие большой вязкостью.

Изменение скелетных мышц происходит с возрастом. У новорожденных мышечная масса около 23,0 % веса тела, в 15 лет – 32,0%, в 18 лет – 44,0 %. Рост происходит за счет удлинения и утолщения мышечного волокна, а не увеличения их числа. К старости наблюдается атрофия мышц, снижается их лабильность.

Особенности строения и функции гладких мышц: они входят в состав внутренних органов; они разнообразны по форме (у позвоночных веретенообразной формы); они непроизвольно сокращаются; они выполняют в основном тоническую функцию (создание тонуса сосудов, сфинктеров, перистальтики); их микроскопическая структура хаотична, между клетками имеются контакты (нексусы); эндоплазматический ретикулум менее развит; сократительный аппарат представлен миофибриллами состоящими из актина, миозин находится в дисперсной форме, много тропомиозина; имеют особый скользящий механизм сокращения; мембранный потенциал определяется натрием, калием и хлором; потенциал действия разнообразен по форме; возбудимость значительно ниже и т.д.

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: