Физиология мышц.

Физиология скелетных мышц – отдельная часть опорно-двигательного аппарата и составляют 35-40% от массы тела, у пожилых и у новорожденных 23-25%. Нарастание 0,7-0,8% в год до 15 лет. С момента полового созревания 5-7% в год до 20 лет 5-6%. Развитие структуры мыш., сосуд. и иннервации идет до 25-30 лет.

Функции мышц:

1.передвижение тела в пространстве;

2. перемещение частей тела относительно друг друга;

3.поддержание позы и положения тела;

4.выработка тепла;

5.сохранение запасов энергетических и пластических веществ.

Физиологические свойства мышц:

1.возбудимость (у детей снижена) связано с малой А φ действия и большей его длительностью φ_п; с малой деполяризацией мембраны. Низкая активность К⁺ - Nа⁺ насосов, относительно >> прониц мембраны для Nа⁺ и Сl^- и малым содержанием К⁺ в мышечном волокне. Возбудимость мышечных волокон < чем у нервных волокон и нейронов, это связано с высокой поляризацией мембраны мышечных волокон – 90 мВ (Е₀=90 мВ); уровень Е_к=50 мВ (крит поляр). φ_{пороговый}=Δφ=Е₀-Е_к=40 мВ. Чем < разность, тем > возбудимость.

Для нервного волокна – 20 мВ.

2.проводимость. V мышечного проведения = 3-5 м/с; Vнв=0,5-120 м/с.

V у детей <, т.к. волокна по мембране более тонкие и имеют малую А φ_{действия.}

3.сократимость.

Физические свойства:

1.эластичность;

2.вязкость саркоплазма обладает ŋ

3.в некоторых условиях пластичность.

Режимы и виды мышечных сокращений:

Для изолированной мышцы выделяют:

1) изотолический режим – мышца укорачивается без развития напряжения (т.е. остается мягкой);

2) изометрический – мышца развивает силу, ↑ ее напряжение, но укорочения нет (когда жестко закреплена);

3) аутотолический – мышца развивает напряжение и укорачивается.

для естественной мышцы (в организме):

1.концентрический режим аналогично аутотол (укор и ↑напряж)

2.изометрическое сокращение (мышца не укорачивается);

3.эксцентрический режим – появляется при большой внешней нагрузки, когда несмотря на ↑ напряжения мышца растягивается.

Виды мышечных сокращений:

1. одиночное – сокращение, обусловленное развитием одиночной волны возбуждения в мышечном волокне.

2. детоническое – сокращение, обусловленное развитием многочисленных волн возбуждения в мышечных волокнах, сократительный эффект от которых Σ по А и времени.

Возбудимость.

Есть зубчатый и гладкий тетанус.

Зависимость А сокращения от частотой раздражения (сила и длительность стимулов неизменны).

Временное соотношение между электрическими и механическими проявлениями тетануса.

Тонус мышцы – состояние длительного непрерывного напряжения, при котором укорочение может отсутствовать. В мышце приходят нервные импульсы, поддержанные моторной единицей.

Моторной единицей называют мотонейрон вместе со всеми мышечными волокнами, которые они иннервируют.

Уровни организации скелетной мышцы.

- миофиламенты

- миофибрилла

- мышечная клетка (мышечное волокно);

- пучок

- мышцы.

Миозин: хвост, шейка и головка, на ней имеются цент взаимодействия с актиновой нитью и центр, захвата АТФ.

Актиновая нить включает 3 белка (тропомиозин, актин, тропонин).

Цикл движений головки, миозина при сокращении и расслаблении мышцы.

ПКА – φ концевой пластинки.

При сокращении:

Появление ПКП приводит к возникновению круговых токов между постсинаптической и прилежащей электровозб мембраны.

Появляется деполяризация мембраны, развивается, когда деполяризация достигает критического уровня, то возникает φ_{действия}, который распространяется вдоль мышечного волокна по сарколемме и вглубь по поперечным трубочкам

→ деполяризация мембран цистерн саркоплазматитич ретикулов (реанилиновые каналы). Деполяризация вызывает открытие Са²⁺ канала в мембранах цистерн сарк ретикулами. [Са²⁺] в ретикул ≈ в 10 тыс. раз >в саркоплазме. Са²⁺ диффундирует к актин. и миозин. нитям и связываются с тропонином, (снимает тропомиозиновую репрессию). Тогда изменяется трансформация тропонина таким образом, что он сдвигает молекулу тропомиозина и обеспечивает открытие участка на активной молекуле, который может взаимодействовать с головкой миозина. Если головка в это время активирована, то происходит образование актомиозинового мостика, ↑ АТФ – азной активности и полное расщепление АТФ до фосфата и АДФ, которые сбрасываются. А полученная Е используется на поворот головки, при этом актин. нить протягивается на 1 шаг между миозиновыми. За 1 поворот головки саркомер укорачивается на 2% от максимально возможного сокращения. Для дальнейшего укорочения необходимы повторные грибковые движения головок миозина (до 60 циклов).

Для расслабления мышцы:

1.необходимо, чтобы было восстановлено исходное низкое содержание Са²⁺ в саркоплазме и это обеспечивается работой Са²⁺- насоса;

2. необходимо достаточное количество АТФ; это обеспечивает разрыв актомиозиновых мостиков. В этом случае эластические силы растягивают саркомер, возвращая его первоначальную длину. Эластичные силы создаются за счет эластичности сарколеммы и прод. трубочек ретикулума, за счет белка (цитина), которые располагаются между Z и М мембранами. +α – актинин присоед актиновые филаменты к Z-мембране (линии), удерживает, упорядоченную структуру + белок мебулин, располагается параллельно нитям актина и стабилизирует их + макрофакторы: эластическая тяга сухожилий, связок и всех эл соединительных структур, входящих в состав мышц.

Моторная единица – это мотонейрон со всеми мышечными волокнами, которые он иннервирует. Эти нейроны находятся в первых рогах МС и УМН. В состав моторной единицы могут входить от 10 до 1,5 тыс. нейронов и они (волокна) могут лежать в разных участках иннервированных мышц.

По физиологическим признакам:

1. медленные малоутомляемые моторные единицы – красные моторные единицы. В их саркоплазме имеется б –миоглобин, который запасает О2 (красный цвет имеет) мышца способна функционировать долго.

2. быстрые легкоутомляемые моторные единицы – белые, способные развивать большую силу, генерировать большое (до 50 импульсов в с) число волн возбуждения.

За счет анаэробных процессов (анаэр расщепления, гликогены, глюкозы).

3. быстрые устойчивые к утомлению моторные единицы. Обладают промежуточными свойствами.

Сила мышц.

Силу мышцы определяют по максимальной величине груза, который она может поднять, или по максимальной силе напряжения, которое она может развить в условиях изометрического сокращения.

В теле 15-30 млн. волокон; при одновременной активации могут поднять 200-300 тонн.

200-3000мг – напряжение 1 мышечного волокна.

1. сила зависит от соотношения видов двигательных единиц, составляющих эту мышцу (четырехглавая мышца от 40 до 89% медленных моторных единиц);

2. сила зависит от площади физиологического и геометрического поперечного сечения (чем >, тем> сила мышц).

Геометр – разрез перпендикулярно мышцы; физиологический – Σ

~ от l саркомера, т.к. миоз активных центров будет >.

Абсолютная сила мышцы – максимальная сила, которую мышца может развить в пересчете на единицу площади ФПС. (для икроножной мышцы – 5, 9 кг на см²; для бицепса 11,9, гладкая – 1 кг на см²)

3. зависит от степени растяжения мышцы перед сокращением (при умеренном растяжении сила мышцы ↑)

4. сила мышц ↓ при развитии утомления – временное понижение работоспособности, проходящая после периода отдыха.

5. сила мышц регулируется НС.

Пути влияния НС на силу мышц:

1. ↑ числа единиц, принимающих участие в сокращении, и выборы видов моторных единиц.

2. сила мышц ↑ при ↑ частоты импульсации по моторным нейронам и => ↑ числа частоты волн возбуждения в каждой моторной единице.

3. силы сокращения мышц ↑ при синхронизации возбуждения в различных моторных единицах.

Кровоток в покое скелетной мышцы – 2-5 мл на 100 гр. ткани в минуту => около 1 л в минуту через все мышцы 15-20% от МОК через мышцы проходит в покое. При максимальной физической нагрузки до 90% мок.

V укорочения мышцы ↑ при ↑ ее длины. И она зависит от нагрузки на мышцу (при ↑ нагрузки v укорочения ↓); максимальная v укорочения 8 м/с – тяжелый груз можно только медленно поднять.

Дата добавления: 2015-10-31