Режимы мышечного сокращения План лекции: 1. Формы

Режимы мышечного сокращения

План лекции: 1. Формы и типы сокращения мышц. 2. Одиночный и тетанический режимы мышечного сокращения. Электромиограмма. 3. Регуляция силы сокращения мышц. 4. Тонус скелетных мышц. 5. Функциональные свойства гладких мышц.

1. Формы и типы сокращения мышц. Виды работ. В зависимости от изменения длины мышечного волокна выделяют 3 типа его сокращения: Ш Изотонический тип характеризуется укорочением мышцы без изменения ее напряжения при постоянной внешней нагрузке. Ш Изометрический тип сокращения мышечного волокна сопровождается увеличением напряжения мышцы без изменения ее длины. Этот тип сокращения характеризует статическую работу. Удерживающая работа, при которой тело или его части не перемещаются в пространстве, а мышцы сокращаются изометрически, не преодолевая расстояния, называется статической. Ш Ауксотонический или анизотонический тип сокращения мышечного волокна выражается в изменении и длины, и напряжения мышцы. Характерен для естественных видов движения – бега, ходьбы.

Изотонический и ауксотонический типы сокращения лежат в основе динамической работы локомоторного аппарата человека. Динамическая работа – это работа, при которой мышцы, сокращаясь, перемещают тело или его части в пространстве, когда преодолевается сила сопротивления, то есть выполняется преодолевающая работа.

2. Одиночный и тетанический режимы мышечного сокращения. Электромиограмма. В зависимости от условий стимуляции и функционального состояния мышцы может возникнуть: Шодиночное, Шслитное (тетаническое) сокращение; Ш контрактура мышцы. При раздражении изолированной скелетной мышцы одиночным импульсом тока пороговой или надпороговой силы возникает одиночное мышечное сокращение длительностью 110 мс. В нем различают 3 фазы:

v Латентный период (10 мс) – от момента раздражения до начала сокращения. В этот период повышается обмен веществ, ферментативная активность, происходит перераспределение ионов Na+ и K+, возникает потенциал действия. В течение латентного периода генерируется потенциал действия и наступает абсолютная рефрактерная фаза (3 - 5 мс). За ней следует фаза относительной возбудимости (когда мышца начинает сокращаться), а затем фаза повышенной возбудимости -экзальтации). Длительность этих периодов зависит от морфофункциональных свойств мышечного волокна:

v. Фаза укорочения (50 мс) – от начала сокращения до вершины кривой. v. Фаза удлинения (расслабления) - 50 мс.

Тетаническое сокращение – это слитное длительное сокращение скелетной мышцы. При поступлении импульсов к мышце во время ее расслабления (3 фаза) возникает зубчатый тетанус, во время укорочения – гладкий тетанус – это длительное укорочение, не прерываемое расслаблением. Напряжение, развиваемое мышечными волокнами при гладком тетанусе в 2 - 4 раза больше, чем при одиночном сокращении, однако мышца быстрее утомляется. Амплитуда гладкого тетануса увеличивается с возрастанием частоты стимуляции нерва. Частота, при которой каждый последующий импульс тока совпадает с фазой повышенной возбудимости мышцы, вызывает самую высокую амплитуду тетануса и называется оптимум частоты.

Контрактура мышц – стойкое, длительное, иногда необратимое сокращение мышц, сохраняющееся после прекращения действия раздражителя. Причинами ее могут быть отравление некоторыми ядами и лекарственными средствами, нарушение метаболизма, повышение температуры тела и другие факторы, которые приводят к необратимым изменениям белков мышечной ткани. В естественных условиях мышечные волокна сокращаются в режиме зубчатого тетануса или даже одиночных последовательных сокращений. Однако форма сокращения мышцы в целом напоминает гладкий тетанус. Причина этого – асинхронность разрядов мотонейронов и асинхронность сокращения отдельных мышечных волокон, вовлечение в сокращение большого их количества, вследствие чего мышца плавно сокращается и плавно расслабляется.

3. Регуляция силы сокращения мышц. Сила мышц – это максимальное напряжение, развиваемое мышцами при их возбуждении, если мышцы сокращаются в изометрическом режиме. Сила скелетной мышцы зависит от многих факторов: Ш от числа двигательных единиц, возбуждаемых в данный момент времени. Ш от синхронности работы двигательных единиц. Чем большее количество двигательных единиц работает синхронно, тем большую силу развивает мышца. Ш от частоты, с которой бегут потенциалы действия по данным аксонам к соответствующим мышечным волокнам. Чем выше частота возбуждающих импульсов, тем больше сила сокращения ее мышечных волокон. Ш сила мышцы (напряжение, развиваемое в момент ее сокращения) зависит от исходной длины.

Шот поперечного сечения мышцы. Различают геометрическое и физиологическое поперечные сечения мышц. Геометрическое перпендикулярно продольной оси мышцы, физиологическое перпендикулярно длине мышечных волокон. Физиологическое – сумма поперечных сечений всех волокон – совпадает с геометрическим только в мышцах с продольно расположенными волокнами. Сила мышц с косо расположенными волокнами больше силы, развиваемой мышцей той же толщины, но с продольным расположением волокон. Шот соотношения быстрых и медленных мышечных волокон. Шот функционального состояния мышцы. При утомлении мышцы величина ее сокращения снижается.

4. Тонус скелетных мышц – это особое, слабое, длительное, малоутомляемое сокращение мышц. За счет тонуса осуществляется поддержание позы, на фоне которой осуществляются динамические мышечные сокращения. Тонус мышц связан с низкочастотной активностью низкопороговых медленных двигательных единиц, мотонейроны которых активируются влияниями со стороны вышележащих моторных центров и периферических рецепторов. Тонус мышцы зависит и от ее собственного состояния: эластичности, плотности, условий кровоснабжения, состояния водно-солевого обмена в организме. Тонус мышц непроизвольно увеличивается после тяжелых физических упражнений, а также во время психоэмоционального напряжения

5. Функциональные свойства гладких мышц. Гладкие мышцы находятся в стенках внутренних органов, в кровеносных и лимфатических сосудах, в коже и морфологически отличаются от скелетной и сердечной мышц отсутствием видимой поперечной исчерченности. Одно из основных свойств гладких мышц – высокая пластичность, позволяющая им долго сохранять длину, которую они приобрели вследствие растяжения. Другое важное свойство – высокая чувствительность к внешним и внутренним химическим и биологическим активным веществам, в том числе медиаторам и гормонам.

Мышечные волокна имеют удлиненную, веретенообразную форму, короткие, одноядерные, состоят из актина и миозина, не имеют поперечной исчерченности, потому что их саркомеры соседних миофибрилл не совпадают. Саркоплазматический ретикулум развит слабо, в связи с чем главным источником кальция для сокращения является внеклеточная жидкость. Волокна очень тесно примыкают друг к другу и связаны между собой низкоомными электрическими контактами – нексусами. Гладкая мышца функционирует как синцития – функциональное образование, в котором возбуждение способно беспрепятственно передаваться с одной клетки на другую. Этим свойством гладкие мышцы отличаются от скелетных и сходны с сердечной.

Среди гладкомышечных клеток есть фоновоактивные – водители ритма. Непосредственной причиной их потенциала действия является спонтанная медленная деполяризация мембраны. Другие гладкомышечные клетки при определенной степени растяжения способны возбуждаться и отвечать на это растяжение сокращением. Третий вид гладких клеток имеет более мощную иннервацию и слабое развитие межклеточных контактов. Они сокращаются под влиянием импульсов вегетативной нервной системы. В гладких мышцах, не обладающих спонтанной активностью, возбуждение передается от одной клетки к последующим через плотные контакты их мембран.

Гладкие мышцы обеспечивают сфинктерную функцию – создают условия для хранения содержимого полого органа в этом органе, например, мочу в мочевом пузыре, плод в матке. Важнейшую роль выполняют гладкие мышцы в системе кровообращения и лимфообращения – изменяя просвет сосудов, гладкие мышцы тем самым адаптируют регионарный кровоток к местным потребностям в кислороде, питательных веществах.