Лекция №2. Физиологические свойства скелетных мышц

Физиологические свойства скелетных мышц. Понятие двигательной единицы их физиологические особенности. Характеристика видов и режимов мышечного сокращения. Механизм мышечного сокращения. Энергетика мышечного сокращения.

Около 40% массы тела состоит из скелетных мышц и примерно 10% приходится на долю гладкой мускулатуры, и мускулатура сердца. Все скелетных мышц содержат множество волокон диаметром от 10до 80 мкм. Они покрыты сарколеммой которая в конце мышцы сливается с сухожильными волокнами которые в свою очередь вплетется в кость каждый мотонейрон который покидает спинной мозг иннервирует множество мышечных волокон Группа мышечных волокон иннервируемые одним нервным волокном называется моторной единицей. Поперечно полосатая мускулатура является активной частью опорно двигательного аппарата. В результате сократительной деятельности под влиянием импульсов приходящих из ЦНС возможно перемещение организма в пространстве. Перемещение частей тела относительно друг друга, поддержание позы. Кроме того один из результатов мышечного сокращение выработка тепла.

Физиологические свойства скелетных мышц. Обладают тремя свойствами 1. возбудимостью т.е. способностью отвечать на раздражитель изменением ионной проницаемости и мембранного потенциала.

2. проводимостью – способностью к проведению потенциала вдоль всего волокна.

3. сократимостью т.е. способностью сокращаться или изменять напряжение при возбуждении. В естественных условиях возбуждение и сокращение мышц вызывается нервными импульсами, поступающие к мышцам из нервных центров.

Типы мышечного сокращения изотонические, изометрические Изотонические это такие сокращения при которых ее волокна укорачиваются но напряжение остается постоянным. Изометрические такие сокращения, при которых ее волокна не укорачиваются, так как оба конца закреплены, а напряжение их возрастает. При раздражении мышцы одиночным стимулом получаем волну одиночного мышечного сокращения ее длительность 0,1 сек состоит из 3х фаз 1й латентный период длится 0,01сек 2ой период сокращения длительность 0,04 сек.ее называют еще фаза возрастающей энергии 3й период расслабления или фаза нисходящей энергии длительность его 0,05 сек.

Рисунок

Если мы будем раздражать мышцу импульсами, которая будут попадать в фазу восходящей энергии, получим тетаническое сокращение гладкий тетанус с суперпозицией, Если раздражать мышцу импульсами, которая будут попадать в фазу нисходящей энергии, получим тетаническое сокращение зубчатый тетанус

Мышцы как любая возбудимая ткань обладают обменными процессами, раздражимостью, возбудимостью, возбуждением, торможением, проводимостью (проводит нервный импульс вдоль ткани) и обладает сократимостью. Сократимость - это способность мышечного волокна изменять свою длину и степень напряжения в ответ на раздражение пороговой силы.Основная функция скелетных мышц - сократительная, она лежит в основе разнообразной деятельности человека. Рецепторная функция: в толще мышц и сухожилий расположены многочисленные рецепторы, наиболее изучены проприорецепторы (собственные рецепторы мышц), которые реагируют на растяжение и сокращение мышц, в мышцах обнаружены и хеморецепторы, и терморецепторы. Мышцы являются депо воды и солей, следовательно, участвуют в регуляции вводно-солевого обмена в организме. При сокращении мышц часть АТФ переходит в тепловую энергию, этим участвуют в терморегуляции. Мышцы являются депо кислорода, депо гликогена.

Механизм мышечного сокращения Сократительный аппарат мышцы представлен миофибриллами. Установлено что каждая миофибрилла состоит примерно из 2500 протофибрил представляющие собой белки миозина и актина. белки миозина более толстые чем актиновые в состоянии покоя нити актина входят в промежутки с миозином. Мотонейрон с группой иннервируемых волокон называется моторной единицей. Скелетная мускулатура обладает поздной активностью или поздный тонус при этом двигательные единицы раздражаются с небольшой частотой. Тонус особенности его нарушения связаны с возбуждения проприорецепторов мышц. Повышение возбудимости приводит к повышению тонуса. В поперечно полосатой мускулатуре мышцы разделены на чередующиеся участки (диски) обладающие разными оптическими свойствами одни светлые они изотропны т.е. они не обладают двойным лучепреломлением, и участки анизотропные обладают двойным лучепреломлением Установлено что каждая миофибрилла мышечного волокна диаметр около 1мкм состоит в среднем из 2500 протофибрил представляющие собой удлиненные молекулы актина и миозина. Миозиновые волокна в 2 раза толще актиновых Актиновые волокна входят своими концами в промежутки между миозиновыми волокнами. Важным компонентом являются множественные поперечные мостики соединяющие между собой актиновые и миозиновые волокна При сокращении нити не укорачиваются,а скользят друг против друга. Причиной скольжения служит химические взаимоотношения между актином и миозином в присутствии ионов кальция и АТФ. Наблюдается, своего рода зубчатое колесо как бы протягивая одно волокно над другим. Роль зубцов приписывается поперечным мостикам между актином и миозином.

Энергетика мышечного сокращения При сокращении мышцы против нагрузки тоесть выполнение работы математически это можно выразить так W = L х D -, W- производимая работа, L нагрузка, и D расстояние движения против нагрузки. мы уже знаем, что сокращение мышцы зависит от энергии, поставляемой АТФ. Большая часть ее тратится на сокращения. Однако некоторое количество энергии необходимо для работы калиево-натриево насоса мышцы. Концентрация АТФ в мышечном волокне (примерно 4 милимоль/л достаточного для сокращения примерно в течении 2-2 сек. АТФ расщепляется с выделением АДФ и энергии. затем АДФ рефосолирируется формируя новую молекулу АТФ, давая возможность дальнейшего сокращения мышце. Существует несколько источников для восстановления АДФ 1й креатинфосфат он мелено расщепляется восстанавливая АДФ однако общее количество креатинфосфата в мышце тоже не велико его всего в5 раз больше чем АДФ. Эта энергия хватает на 5-8 сек. 2ым источником энергии является гликолиз гликогена предварительно накопленного в мышцах. Быстрое расщепление гликогена до пировиноградной а затем до молочной кислоты освобождает энергию для превращения АДФ в АТФ. 3й источником энергии является окислительный метаболизм т.е. взаимодействие кислорода с питательными в/вами углеводами белками жирами 95% энергии идет на сокращение мышц При сокращении гладкой мускулатуры требуется лишь 1/10, 1/300 энергии потребляемой скелетной мускулатуры для подержания тойже степени напряжения полагают что на каждый цикл требуется всего 1 мол АТФ Такое малое количество энергии необходимо для экономии общей энергии организма. Для чрезвычайно длительной работы

Мышца может развивать определенную силу. Сила мышцы – это тот груз, который она в состоянии поднять. Сила мышцы зависит от поперечного сечения, чем больше физиологическое поперечное сечение мышцы, то есть суммы поперечных сечений всех её волокон, тем больше тот груз, который она в состоянии поднять. Между грузом, которое подымает мышца, существует следующая зависимость. Внешняя работа равна нулю, если мышца сокращается без нагрузки. По мере увеличения груза работа сначала увеличивается, а затем постепенно уменьшается. Мощность мышцы, измеряется величиной работы в единицу времени, также достигается максимальной величины при средних нагрузках. Поэтому зависимость работы и мощности от нагрузки получило название правило средних нагрузок. Утомление мышц, длительное и сильное сокращение приводит к мышечному утомлению, утомление мышц практически зависит от скорости истощения мышечного гликогена. Нарушение кровообращения через сокращающуюся мышцу ведет практически к полному утомлению в течении 1-2 мин из-за ухудшения снабжения кислородом. Денервация мышц при нарушении иннервации мышцы практически сразу начинается атрофия, через 2 месяца проявляющееся в уменьшении массы мышцы восстановление функции происходит в срок до 3 месяцев, не возможность дальнейшего восстановления наступает через 1+-2 года. Через несколько часов после смерти наступает трупное окоченение, которое мышцы оставляет в сокращенном состоянии.

Дата добавления: 2014-01-14