Лекция 5 Возбудимые ткани Физиология мышц Механизмы

Лекция № 5 Возбудимые ткани Физиология мышц. Механизмы мышечного сокращения и расслабления

План лекции n Функции мышц n Свойства мышечной ткани n Режимы мышечных сокращений n Виды мышечных сокращений n Механизм мышечного сокращения n Механизм мышечного расслабления n Понятие о двигательных единицах n Сила и работа мышц n Особенности гладких мышц Мышечная ткань 2

Функции мышц n Динамическая n Статическая n Рецепторная n Обменная n Терморегуляторная Мышечная ткань 3

Свойства мышечной ткани Физические Физиологические n Растяжимость n Возбудимость n Эластичность n Проводимость n Пластичность n Сократимость n Лабильность n Автоматия Мышечная ткань 4

Типы (режимы) мышечных сокращений n Изотонический (концентрический) – укорочение без изменения напряжения n Изометрический – рост напряжения без изменения длины n Смешанный (анизотонический) – укорочение с увеличением напряжения n Эксцентрический – сокращение с удлинением мышцы Мышечная ткань 5

Виды мышечных сокращений n Одиночное n Тетаническое n n гладкое зубчатое n Тоническое n Контрактура Мышечная ткань 6

Строение мышечного волокна СПР – депо кальция H-полоска Мышечная ткань 7

Храповой механизм сокращения Мышечная ткань 8

Роль модуляторных белков и ионов кальция в мышечном сокращении Мышечная ткань 9

Процессы электромеханического сопряжения n Возбуждение мышцы, распространяющееся на Z-мембрану n Деполяризация СПР n Выход из СПР ионов кальция n Соединение кальция с тропонином n Конформация тропомиозина и освобождение активных центров n Соединение миозиновых мостиков со свободными участками актина n Высвобождение энергии АТФ под действием образовавшегося актомиозина Мышечная ткань 10

Рабочий цикл поперечного мостика n Прикрепление n Использование энергии n Сгибание n Отсоединение Мышечная ткань 11

Фазы одиночного мышечного сокращения n Латентный период – 10% времени сокращения (процессы электромеханического сопряжения) n Фаза укорочения – 40% времени сокращения (череда мостиковых циклов, приводящая к скольжению актиновых нитей вдоль миозиновых) n Фаза расслабления – 50% времени сокращения (возвращение мышцы в исходное положение) Мышечная ткань 12

Фазы одиночного мышечного сокращения φ (m. B) 2 3 КУД МПП 1 t (время) 100% 0 1 – латентный период; 2 – укорочение; 3 – расслабление Мышечная ткань 13

Использование энергии в процессах мышечного сокращения и расслабления Активный транспорт кальция Сгибание миозиновых мостиков Мышечная ткань 14

Двигательная (нейромоторная) единица – комплекс мотонейрона (спинного или продолговатого мозга) со всеми коллатералями аксона и, иннервируемых им, поперечно-полосатых мышечных волокон. Быстрые ДЕ Медленные ДЕ Мышечная ткань 15

Сравнительная характеристика ДЕ n Крупный нейрон с n Малый мотонейрон толстым разветвленным аксоном n Низкая возбудимость (высокий порог) n Белые мышечные волокна (толстые, слабо кровоснабжаемые, с высоким содержанием гликогена) преобладание анаэробных реакций n Высокая утомляемость (низкая выносливость) n Высокая возбудимость (низкий порог) n Красные мышечные волокна (хорошо кровоснабжаемые и богатые миоглобином) преобладание аэробных реакций n Высокая выносливость (низкая утомляемость) БЫСТРЫЕ МЕДЛЕННЫЕ Спринтеры Стайеры Мышечная ткань 16

Сила мышц – величина напряжения, развиваемого мышцей, или максимальный груз, который способна поднять мышца при сокращении. Сила Общая - кг (абсолютная) Удельная – кг/см 2 (относительная) Работа мышц Динамическая (A=P۰h) Мышечная ткань Статическая (A=F۰t) 17

Закон средних нагрузок работа (A) 0 нагрузка (P) А = P۰h Мышечная ткань 18

Структурно-функциональные особенности гладких мышц n Структурные особенности n Выше (актин: миозин) больше степень укорочения n Наличие белка кальмодулина (аналога тропонина) n Физические свойства n Высокая пластичность n Физиологические свойства n Способность к автоматии n Способность к тоническим сокращениям n Особенности регуляции n Слабо выраженный произвольный контроль n Высокая чувствительность к гуморальным стимулам Мышечная ткань 19

Утомление – временное снижение работоспособности, вызванное предшествующей деятельностью Факторы развития утомления n Недостаток энергии (теория истощения) n Недостаток кислорода (теория удушения) n Токсическое влияние метаболитов (теория засорения) Мышечная ткань 20

ИТОГИ Мышечное сокращение обеспечивается двумя сократительными белками (актин и миозин) и двумя модуляторными белками (тропонин и тропомиозин). Особую роль в процессе мышечного сокращения играют ионы кальция. n Мышечное сокращение и мышечное расслабление – процессы активные (энергозатратные) n n n В процессе мышечного сокращения энергия АТФ используется на сгибание миозиновых мостиков. В процессе мышечного расслабления энергия тратится на активный транспорт кальция (возвращение в цистерны сарко-плазматического ретикулума). Механические проявления процесса возбуждения в мышце (сокращение) запаздывают по сравнению с электрическими проявлениями (возбуждение), т. к. укорочение мышцы начинается со сгибания миозиновых мостиков и скольжения нитей актина относительно миозиновых, а этому предшествует латентный период с протекающими в нём процессами электромеханического сопряжения (подготовкой к укорочению), в результате которых потенциал действия мембраны мышечного волокна приводит к запуску рабочих мостиковых циклов. n Скелетные мышцы сформированы из быстрых (анаэробных) и медленных (аэробных) двигательных единиц, соотношение которых определяет силу (спринтерское использование) и выносливость мышцы (стайерское использование). n Мышечная ткань 21