Лекция 3 Физиология мышц План

Лекция 3
Тема:
Физиология мышц
План
Функции мышц и их значение.
Физические и физиологические
свойства мышц.
Виды мышечного сокращения.
Механизмы мышечного сокращения.
Работа, сила и утомление мышц.
1
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
2
3
4
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
5
6
7
8
М. обладают свойствами:
Физические
Физиологические
1. Растяжимость
1. Возбудимость
2. Напряжение
2. Проводимость
3. Эластичность
3. Сократимость
4. Пластичность
4. Рефрактерность
9
Каждая М. состоит из 10 – 10000 М.
клеток (волокон), которые под световым
микроскопом имеют поперечную
исчерченность. Длина М. волокна
L - 12см, а диаметр d – 0.1мм, общее
их количество около 30млн (600 мышц).
В М. волокнах группами располагаются
миофибриллы (актин, миозин)
окруженные саркоплазматическим
ретикулумом
10
11
1.
2.
3.
4.
5.
6.
М. сокращения бывают:
Изотонические
Изометрические
Ауксотонические
Концентрические
Эксцентрические
Контрактура
Обратимая
Необратимая
Одиночное, тетаническое
Фазные, тонические
Быстрые, медленные
12
13
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)
14
15
Сокращение (возбуждение) М возникает при
прямом (на мышцу) и непрямом (на нерв)
раздражении пороговой силой. Возбудимость
мышцы ниже чем нерва (порог больше). ПП –
90мв. КУД – 40мв ПД – 120мв. Длительность
ПД 1 – 3мсек. Возбуждение целой М. не
подчиняется закону “всё или ничего” а М.
волокна подчиняется. В целой М амплитуда
сокращения зависит от силы до опр.
периода…
16
17
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.
18
19
20
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).
21
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.
22
23
24
25
Сила М – это величина максимального
груза которую может поднять М при
максимальном сокращении.
Абсолютная сила М – это сила М
рассчитанная на 1см² поперёчного её
сечения (жевательная – 10кг,
разгибатели – 9, трехглавая – 17)
перистые М имеют наибольшую силу.
26
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.
27
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)
28
При длительной работе (тренировки)
происходит гипертрофия М а при
длительной бездеятельности
(гиподинамия) развивается атрофия М.
Эти процессы связаны с
морфологическими изменениями в
мышечных волокнах.
29
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.
30
31
32
33
Механизм мышечного сокращения:
Переход возбуждения по нерву
Уменьшение ПП мембраны мышечного волокна на
40мв
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.
34
35
Каждый актин связан с 3мя 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)
36
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)
37
Гладкие мышцы (Г.М) отличаются от
скелетных М длительным тоническим
сокращением, автоматией,
пластичностью и возбуждением на
растяжение. ПД ГМ низкий, длительный
до 80мсек, нередко с плато, которое
обусловлено с Ca++. Проведение ПД
медленное и поэтому сокращение,
особенно расслабление длительное.
38