Физиологические свойства скелетных мышц

1. Возбудимость – способность мышцы переходить в состояние возбуждения при действии раздражителя (т.е. способность отвечать на раздражитель изменениями ионной проницаемости и мембранного потенциала).

В естественных условиях возбуждение мышц вызываются нервными импульсами, поступающими к мышечным волокнам из нервных центров.

Непосредственное раздражение самой мышцы называется прямым раздражением; раздражение двигательного нерва, ведущее к сокращению иннервированной этим нервом мышцы,- непрямым раздражением.

Уровень возбудимости определяется величиной реобазы и хронаксией.

Возбуждение мышцы внешне проявляется сокращением.

2. Проводимост ь - способность мышечного волокна проводить импульс возбуждения (т.е., способность к проведению потенциала действия вдоль всего волокна).

В скелетных мышцах возбуждение распространяется по волокнам изолированно в обе стороны мышечного волокна с помощью круговых токов; в гладких мышцах возбуждение может переходить на соседние волокна.

Скорость распространения возбуждения:

a. белые скелетные мышцы - 12-15 м/с

b. красные скелетные мышцы- 3-4 м/с

c. гладкие мышцы - 1-20 м/с

3. Сократимость – способность мышц сокращаться или изменять напряжение при возбуждении

4. Эластичность – свойство деформированных мышц возвращаться к своему первоначальному состоянию после удаления силы, вызвавшей деформацию. Белые волокна обладают большей эластичностью, чем красные.

5. Автоматия - это свойство мышечной гладкой ткани самовозбуждаться без воздействия к каких - либо факторов, которым не обладают скелетные мышцы.

 

17Одиночное сокращение - возникает при действии на мышцу одиночного нервного импульса; осуществляется очень быстро (0,09-0,1 с);

Различают 3 фазы: - скрытую фазу; - фазу укорочения; - фазу расслабления

 

18 Режим мышечного сокращения:

- изометрическое сокращение: изменение тонуса мышцы без изменения ее длины; 

-изотоническое сокращение: изменение длины мышцы без изменения тонуса; 

-ауксотоническое сокращение: увеличение длины мышечного волокна (возможно только в целостном организме)

 

19

 

Сумма одиночных мышечных сокращений

Одиночное сокращение - возникает при действии на мышцу одиночного нервного импульса; осуществляется очень быстро (0,09-0,1 с);

Различают 3 фазы: - скрытую фазу; - фазу укорочения; - фазу расслабления

 

21Тетаническое сокращение - возникает при действии на мышцу серии импульсов:

а. зубчатый (неполный) тетанус, возникает при редких ритмах раздражения, ~ 15 стимул/сек;

б. гладкий (сплошной) тетанус, возникает при частых ритмах раздражения, ~ 25 и более стимул/сек

 

Механизм мышечного сокращения

Сокращение - изменение механического состояния миофибрилл мышечных волокон под влиянием нервных импульсов.

Внешне сокращение проявляется изменением длины мышцы или степени ее напряжения, или одновременно того и другого.

В 1954 г. Хаксли предложил теорию скольжения нитей при сокращении: основу мышечного сокращения составляет скольжение актиновых нитей вдоль миозиновых к центру саркомера за счет «гребных» движений головок миозина, периодически прикрепляющихся к тонким нитям, т.е. за счет поперечных актомиозиновых мостиков.

Актиновые нити, прикрепленные к Z-мембране тянут, ее за собой, в результате чего происходит укорочение саркомера, но сами нити при этом не укорачиваются.

При возбуждении мышцы открываются каналы в мембране саркоплазматической сети (ЭПС) через которые в саркоплазму выходят ионы Са²+. Тропонин деформируется и отодвигает нить тропомиозина, открывая для миозиновой головки возможность соединения с актином.

Кроме того, Са²+ стимулирует распад молекул АТФ, высвобождая большое количество энергии, за счет которой актин взаимодействует с миозином, образуя своеобразный мостик.

Соединение головки миозина с актином приводит к изгибанию мостика и перемещению нити актина с последующим разрывом мостика.

Для расслабления мышцы требуется энергия в виде молекул АТФ. За счет этой энергии идет работа Са²+ - насоса, удаляющего Са²+ из саркоплазмы.

В результате освободившиеся молекулы тропонина блокируют актин, препятствуя его взаимодействию с миозином. Нити снова расходятся, мышечное волокно расслабляется.

 

Химизм мышечного сокращения

При сокращении мышц в их волокнах происходят сложные биохимические реакции, которые протекают в 2 фазы (бескислородную и кислородную).

Анаэробная фаза сокращения:

1 этап- процесс распада АТФ на АДФ, адениловую и фосфорную кислоты;

2 этап – распад креатинфосфата на креатин и фосфорную кислоту;

3 этап – распад гексозофосфата на молочную и фосфорную кислоты.

Аэробная фаза сокращения:происходит окисление молочной кислоты (1/5 ее часть) до углекислого газа и воды. Остальные 4/5 части молочной кислоты синтезируются снова в гликоген за счет энергии данной окислительной реакции. Таким образом, непосредственную энергию для сокращения мышцы дает АТФ, остальные реакции служат для ее восстановления.

В случае недостатка гликогена или невозможности его использования мышца выполняет работу за счет энергии окисления жиров и белков. Мышца некоторое время может сокращаться в отсутствии кислорода, но затем ее сокращения прекращаются вследствие израсходования АТФ, креатинфосфата и гексозофосфата и накопления молочной кислоты. Для ее окисления необходим кислород, потребное количество которого обозначается как кислородный запрос. При интенсивной мышечной нагрузке, когда органы дыхания и кровообращения не могут полностью обеспечить мышцы необходимым количеством кислорода, тоже образуется кислородный запрос

 

Работа мышц.

При сокращении мышца укорачивается, совершая работу. Работа мышцы, при которой происходит перемещение груза и движение костей в суставах, называется динамической.

Мышца производит работу и в том случае, когда она сокращается изометрически, развивая напряжение без укорочения мышцы, например при держании груза. При этом внешней работы не производится, такая работа называется статической.

Кроме нагрузок, имеет значение и ритм работы. Максимальная работа будет выполнена при среднем ритме сокращения. Это закон средних скоростей.

 

25

 

26Тонус мышц.

  Тонус мышц – это способность мышц длительно находиться на том или ином уровне напряжения под влиянием редких раздражений.

Тонус скелетных мышц связан с поступлением к мышце редких нервных импульсов, в результате чего мышечные волокна возбуждаются не одновременно, а попеременно, сменяя друг друга. Эти импульсы поступают от мотонейронов спинного мозга, активность которых поддерживается импульсами, идущими как из вышележащих центров, так и от мышечных веретен, возбуждающихся при растяжении.

Тонус скелетных мышц играет роль для поддержания определенного положения тела в пространстве и в деятельности двигательного аппарата. Тонические сокращения мышц протекают без значительного повышения анаэробного обмена, они экономичны и не сопровождаются большими энергетическими затратами, поэтому при тонусе мышцы мало утомляемы.

Тонус гладких мышц характеризуется длительным эффектом и очень низким уровнем энергетического обмена. Длительные тонические сокращения гладких мышц особенно отчетливо выражены в сфинктерах полых органов, в стенках кровеносных сосудов. Тонические сокращения гладких мышц сопровождаются усилением межмолекулярных связей электростатической природы и уплотнением коллоидных комплексов саркоплазмы

Утомление мышц.

Утомление – это временное понижение или прекращение работы клетки, органа или целого организма в результате их деятельности. При утомлении понижаются функциональные свойства мышцы: возбудимость, лабильность и сократимость. Скелетные мышцы утомляются раньше гладких. В скелетных мышцах сначала утомляются белые волокна, а потом красные.

Задерживает наступление утомления мышц тренировка: 

-Развивает и совершенствует функциональные возможности всех систем организма;

-Увеличивается объем мышц в результате роста и утолщения мышечных волокон, возрастает мышечная выносливость; 

-Повышается содержание АТФ, гликогена и креатинфосфата, ускоряются процессы распада и восстановления веществ; 

-Повышается коэффициент использования кислорода, ускоряются восстановительные процессы;

-Совершенствуется регуляторная функция ЦНС.

 

28 Функции гладкой мускулатуры: