ЗУБЧАТЫЙ И ГЛАДКИЙ ТЕТАНУС ОПТИМУМ И ПЕССИМУМ ЧАСТОТЫ

ЗУБЧАТЫЙ И ГЛАДКИЙ ТЕТАНУС. ОПТИМУМ И ПЕССИМУМ ЧАСТОТЫ РАЗДРАЖЕНИЯ

22

23

24

25

26

27

28

29

30

31

32

Установка для записи развернутой кривой одиночного мышечного сокращения и суммации: А – фаль-аппарат: 1– рама; 2– направляющие; 3 – груз для перемещения каретки; 4– каретка; 5 – бумажная вставка для записи кривой; 6– фиксатор каретки; 7, 8– перекидные контакты; 9 – электрическая схема генерации одиночных стимулов (питание от сети); 10, 11 – выключатели; D– диод; R – сопротивление; Rt – переменное сопротивление; С – емкость; Б – штатив с вертикальным миографом и закрепленной мышцей; В – кривая одиночного мышечного сокращения: 1– момент размыкания контактов; 2 – латентный период; 3 – фаза укорочения; 4– фаза расслабления; 5 – отметка времени 10 мс; Г – неполная суммация; Д – полная суммация: 1, 2 – моменты стимуляции при замыкании первой и второй групп контактов и соответствующие развернутые кривые сокращения; 3– кривая суммарного мышечного сокращения 33

ЗУБЧАТЫЙ И ГЛАДКИЙ ТЕТАНУС. ОПТИМУМ И ПЕССИМУМ ЧАСТОТЫ РАЗДРАЖЕНИЯ Виды тетануса: 1 – одиночные сокращения; 2– зубчатый тетанус при увеличении частоты раздражения; 3– гладкий тетанус; 4– оптимум; 5– пессимум 34

35

36

37

38

39

40

41

ДИНАМОМЕТРИЯ. ИССЛЕДОВАНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО МЫШЕЧНОГО УСИЛИЯ И СИЛОВОЙ ВЫНОСЛИВОСТИ МЫШЦ КИСТИ Работоспособность – это способность выполнять работу с высокой эффективностью. Уровень физической работоспособности определяется скоростью и характером утомления. Для работы необходимы: кистевой динамометр, секундомер. 42

Объект исследования – человек. Проведение работы. Испытуемый в положении стоя отводит вытянутую руку с динамометром в сторону под прямым углом к туловищу. Другая, свободная рука опущена и расслаблена. По сигналу экспериментатора испытуемый дважды выполняет максимальное усилие на динамометре. Силу мышц оценивают по лучшему результату. Затем испытуемый выполняет 10 -кратные усилия с частотой один раз в 5 с. Результаты записывают и определяют уровень работоспособности мышц по формуле: Р = (f 1+ f 2+ f 3+ … + fп)/n, где Р – уровень работоспособности; f 1, f 2, , f 3 и т. д. –показатели динамометра при отдельных мышечных усилиях; п – количество попыток. 43

ЭРГОГРАФИЯ Физическая работа характеризуется количеством участвующих в ней мышц, динамикой их сокращения и расслабления, силой и длительностью мышечной работы. Работа мышцы измеряется произведением массы поднятого груза на высоту его подъема. Методика, позволяющая получить графическую запись выполняемой физической работы, называется эргографией, прибор для записи – эргографом, а сама запись –эргограммой. Для работы необходимы: эргограф (Моссо или другой модификации), электрометроном и набор грузов (0, 5; 1; 3 кг). Объект исследования – человек. 44

Проведение работы. Испытуемый садится на стул рядом со столом, на котором установлен эргограф (рис. 94). Предплечье испытуемого закрепляют в эргографе между опорной полукруглой планкой, куда опирается локоть, и вертикальной стойкой, которую охватывает кисть руки. Вертикальные стойки с двух сторон ограничивают боковые движения предплечья. На указательный палец надевают кольцо, которое тонким тросом через каретку с писчиком и блок связано с грузом. Писчик (карандаш) записывает эргограмму на бумаге, которая движется с определенной скоростью лентопротяжным механизмом. Оценку работы производят по частоте и амплитуде зубцов эргограммы, величине груза и длительности работы. 45

Задача 1 Зависимость работы от массы груза Основным фактором, лимитирующим продолжительность и интенсивность работы, является утомление. Выносливость можно рассматривать как способность преодолевать утомление. Общие признаки утомления в основном зависят от мощности работы. К тросу эргографа, перекинутому через блок, подвешивают груз массой от 1, 5 до 3 кг. Включают метроном с частотой 60 сигналов/мин и рекомендуют испытуемому поднимать груз, т. е. сгибать и разгибать указательный палец в ритме метронома, пытаясь сохранить как можно дольше максимальную амплитуду движений. Работу продолжают до полного утомления, т. е. до момента, когда мышцы пальца перестают сокращаться. По формуле А = РН вычисляют величину работы в джоулях (Р – масса груза; Н –суммарная высота подъема, вычисляемая по эргограмме). Определяют длительность и величину работы. 46

Задача 2 Зависимость работы от частоты мышечных сокращений Общий объем работы, которую человек способен выполнить зависит не только от мощности нагрузки (массы груза), но и от ритма работы. В этом опыте используют постоянный по массе груз, меняя ритм его подъема. Опыт осуществляют в два этапа: сначала при частоте 60 движений/мин, затем, после 10 -минут-ного перерыва, 120 движений/мин. Вычисляют величину работы. Результаты работы и их оформление. Оформите протоколы опытов. Вклейте в тетрадь полученные кривые. Рассчитайте и запишите полученные характеристики работы в таблицу. 47

48

49

50

51

52

53

В организме существуют 3 вида М. (скелетные, сердечные, гладкие), которые осуществляют • Передвижение в пространстве • Взаимоперемещение частей тела • Поддержание позы (сидя, стоя) • Выработку тепла (терморегуляция) • Передвижение крови, лимфы • Вдох и выдох • Рецепторную (мышечные веретена) • Передвижение пищи • Депонирование воды и солей • Защиту внутренних органов 54

• • Скелетные – поперечнополосатые М. бывают: анатомически физиологически короткие, фазные длинные, тонические широкие, быстрые (белые) циркулярные, медленные (красные) параллельные, интрофузальные перистые, экстрофузальные; веретенообразные; КПД мышц около 50%; двигателя внутреннего сгорания 35; паровой машины 20%. Скелетные мышцы также сравнивают с моторами 55

56

57

58

М. обладают свойствами: Физические Физиологические 1. Растяжимость 1. Возбудимость 2. Напряжение 2. Проводимость 3. Эластичность 3. Сократимость 4. Пластичность 4. Рефрактерность 59

Каждая М. состоит из 10 – 10000 М. клеток (волокон), которые под световым микроскопом имеют поперечную исчерченность. Длина М. волокна L 12 см, а диаметр d – 0. 1 мм, общее их количество около 30 млн (600 мышц). В М. волокнах группами располагаются миофибриллы (актин, миозин) окруженные саркоплазматическим ретикулумом 60

61

1. • • 2. • 3. • • 4. 5. 6. М. сокращения бывают: Изотонические Изометрические Ауксотонические Концентрические Эксцентрические Контрактура Обратимая Необратимая Одиночное, тетаническое Фазные, тонические Быстрые, медленные 62

63

Сокращение М происходит в моторных единицах (М. Е) это к-во мышечных волокон (10 -2000) иннервируемое одним мотонейроном спинного мозга. Каждая анатомическая М. состоит из их МЕ. , которые могут быть быстрыми (фазными) и медленными (тонические) 64

65

Сокращение (возбуждение) М возникает при прямом (на мышцу) и непрямом (на нерв) раздражении пороговой силой. Возбудимость мышцы ниже чем нерва (порог больше). ПП – 90 мв. КУД – 40 мв ПД – 120 мв. Длительность ПД 1 – 3 мсек. Возбуждение целой М. не подчиняется закону “всё или ничего” а М. волокна подчиняется. В целой М амплитуда сокращения зависит от силы до опр. периода… 66

67

Скелетная М в обычной деятельности сокращается тетанически (суммация), которая в зависимости от частоты раздражения бывает зубчатой и гладкой. Чем чаще частота тем выше амплитуда и слитность сокращения, (оптимум), но до определенной частоты… Дальнейшее учащение приводит к снижению амплитуды (пессимуму)… После длительного тетануса наблюдается посттетаническая контрактура. 68

69

70

Контрактура (К) – вид М сокращения, характеризующаяся продолжительностью, которая бывает обратимой (физиологическая) после длительной работы и необратимой (патологическая) при ожоге, после смерти. Причиной К. является прекращение откачивания ионов Ca++ в саркоплазматический ретикулум “Ca++ насосом” из-за недостатка энергетических веществ (АТФ). 71

В покое М. находится в состоянии тонического напряжения (сокращения), обусловленной длительным сокращением низкопороговых медленных моторных единиц, без развития утомления. Тонус М обусловлен афферентными влияниями с М веретен (интрофузальные) После смерти тонус М исчезает. (Труп удлиняется. 72

73

74

75

Сила М – это величина максимального груза которую может поднять М при максимальном сокращении. Абсолютная сила М – это сила М рассчитанная на 1 см² поперёчного её сечения (жевательная – 10 кг, разгибатели – 9, трехглавая – 17) перистые М имеют наибольшую силу. 76

При сокращении М выполняет физическую работу (w=ph), при этом потенциальная химическая энергия переходит в кинетическую энергию движения. Работа бывает статическая (напряжение), динамическая (перемещение), внутренняя (трение) и внешняя. 77

Внешняя работа является показателем деятельности М. (КПД). В начале сокращения М с грузом по мере её увеличения W растёт, а затем уменьшается до “O” (при максимальном грузе). Наибольшее значение W при определённом грузе выражается как средняя нагрузка (Закон средних нагрузок) 78

При длительной работе (тренировки) происходит гипертрофия М а при длительной бездеятельности (гиподинамия) развивается атрофия М. Эти процессы связаны с морфологическими изменениями в мышечных волокнах. 79

Утомление М развивается при длительной её деятельности и выражается в уменьшении силы и убывании амплитуды сокращений. Утомление развивается быстрее при частом сокращении и наоборот. Причиной утомления считается уменьшение пит. веществ, накопление прод. обмена (изол. мышца), а также изменениями в синапсах ЦНС (целост. орг. ) Активный отдых – быстрое восстановление работоспособности утомленной мышцы при деятельности других групп мышц. 80

81

82

83

Механизм мышечного сокращения: • Переход возбуждения по нерву • Уменьшение ПП мембраны мышечного волокна на 40 мв • Начало образование ПД М • Увеличение проницаемости саркоплазматического ретикулума для Ca++ • Выход Ca++ и попадания в межфибриллярное пространства (5· 106) • Действие Ca++ на тропонин актина образование связи с миозином • Передвижение актина между миозиновыми волокнами. 84

85

Каждый актин связан с 3 мя выростами миозина и они гребут (тянут) актины разновременно, и поэтому актин плавно сдвигается между миозиновыми нитями до тех пор пока концентрация Ca++ высока. При этом уменьшается длина саркомера, (изотропного диска) 86

Расслабление М происходит при уменьшении Ca++ в межфибриллярном пространств, вследствие прекращения прихода на мышцу возбуждения (ПД) через нерв. При этом Ca++ откачиваются (Ca++ насосом) в саркоплазматический ретикулум энергией АТФ. Связи выростов миозина отщепляются от актина и она сдвигается (отталкивается) в исходное состояние. (увеличение изотропного диска) 87

Гладкие мышцы (Г. М) отличаются от скелетных М длительным тоническим сокращением, автоматией, пластичностью и возбуждением на растяжение. ПД ГМ низкий, длительный до 80 мсек, нередко с плато, которое обусловлено с Ca++. Проведение ПД медленное и поэтому сокращение, особенно расслабление длительное. 88

Как известно, одиночные сокращения мышцы регистрируют при нанесении одиночных раздражений. Увеличивая частоту стимуляции мышцы, можно наблюдатьзубчатый игладкий те′танус (рис. 4). Экспериментально установлено, что существуют оптимальные частоты раздражения, при которых могут быть зарегистрированы максимальные ответные реакции исследуемой мышцы. Это явление было названо Н. Е. Введенским оптимумом. Дальнейшее увеличение частоты раздражения сверх оптимальной приводит к ослаблению сократительной способности скелетной мышцы, вследствие чего амплитуда сокращения уменьшается и наблюдается явление пессимума.

ДИНАМОМЕТРИЯ. ИССЛЕДОВАНИЕ МАКСИМАЛЬНОГО МЫШЕЧНОГО УСИЛИЯ И СИЛОВОЙ ВЫНОСЛИВОСТИ МЫШЦ КИСТИ Работоспособность – это способность выполнять работу с высокой эффективностью. Уровень физической работоспособности определяется скоростью и характером утомления. Для работы необходимы: кистевой динамометр, секундомер. Объект исследования – человек.

Проведение работы. Испытуемый в положении стоя отводит вытянутую руку с динамометром в сторону под прямым углом к туловищу. Другая, свободная рука опущена и расслаблена. По сигналу экспериментатора испытуемый дважды выполняет максимальное усилие на динамометре. Силу мышц оценивают по лучшему результату. Затем испытуемый выполняет 10 -кратные усилия с частотой один раз в 5 с. Результаты записывают и определяют уровень работоспособности мышц по формуле: Р = (f 1 + f 2 + f 3 + … + fп)/n, где Р – уровень работоспособности; f 1, f 2, , f 3 и т. д. – показатели динамометра при отдельных мышечных усилиях; п – количество попыток. Те же результаты используют для определения показателя снижения работоспособности мышц по формуле: S = [(f 1 – fmin) / fmax] 100, где S – показатель снижения работоспособности мышц; fi – величина начального мышечного усилия; fmin – минимальная величина усилия; fmax – максимальная величина усилия.

Результаты работы и их оформление. Вычислите и запишите в протокол силу, уровень работоспособности и показатель снижения работоспособности мышц по результатам 10 -кратных усилий. Начертите график, который выявит характер снижения работоспособности мышц: на оси абсцисс отложите порядковые номера усилий, на оси ординат – показатели динамометра при каждом усилии. Сравните результаты у нескольких испытуемых.

Одиночные мышечные сокращения и суммация В ответ на одиночное пороговое раздражение во время опыта возникает одиночное мышечное сокращение. При действии на мышцу вторым стимулом во время одиночного сокращения наблюдается эффект суммации мышечных сокращений. Если второй стимул раздражает мышцу в фазе расслабления, то происходит неполная суммация, если он приходится на фазу сокращения — полная суммация (рис. 3). Цель работы. Зарегистрировать и проанализировать кривые одиночного мышечного сокращения, полной и неполной суммации.