Физиология мышц.

Физиология скелетных мышц– отдельная часть опорно-двигательного аппарата и составляют 35-40% от массы тела, у пожилых и у новорожденных 23-25%. Нарастание 0,7-0,8% в год до 15 лет. С момента полового созревания 5-7% в год до 20 лет 5-6%. Развитие структуры мыш., сосуд. и иннервации идет до 25-30 лет.

Функции мышц:

1. передвижение тела в пространстве;

2. перемещение частей тела относительно друг друга;

3. поддержание позы и положения тела;

4. выработка тепла;

5. сохранение запасов энергетических и пластических веществ.

Физиологические свойства мышц:

1. возбудимость (у детей снижена) связано с малой А φ действия и большей его длительностью φ_п; с малой деполяризацией мембраны. Низкая активность К⁺-Nа⁺насосов, относительно >> прониц мембраны дляNа⁺и Сl^-и малым содержанием К⁺в мышечном волокне. Возбудимость мышечных волокон < чем у нервных волокон и нейронов, это связано с высокой поляризацией мембраны мышечных волокон – 90 мВ (Е₀=90 мВ); уровень Е_к=50 мВ (крит поляр). φ_{пороговый}=Δφ=Е₀-Е_к=40 мВ. Чем<разность, тем>возбудимость.

Для нервного волокна – 20 мВ.

2. проводимость. Vмышечного проведения = 3-5 м/с;Vнв=0,5-120 м/с.

Vу детей <, т.к. волокна по мембране более тонкие и имеют малую А φ_{действия.}

3. сократимость.

Физические свойства:

1. эластичность;

2. вязкость саркоплазма обладает ŋ

3. в некоторых условиях пластичность.

Режимы и виды мышечных сокращений:

Для изолированной мышцы выделяют:

1. изотолический режим– мышца укорачивается без развития напряжения (т.е. остается мягкой);

2. изометрический– мышца развивает силу, ↑ ее напряжение, но укорочения нет (когда жестко закреплена);

3. аутотолический– мышца развивает напряжение и укорачивается.

для естественной мышцы (в организме):

1. концентрический режим аналогично аутотол (укор и ↑напряж)

2. изометрическое сокращение (мышца не укорачивается);

3. эксцентрический режим – появляется при большой внешней нагрузки, когда несмотря на ↑ напряжения мышца растягивается.

Виды мышечных сокращений:

1. одиночное– сокращение, обусловленное развитием одиночной волны возбуждения в мышечном волокне.

2. детоническое– сокращение, обусловленное развитием многочисленных волн возбуждения в мышечных волокнах, сократительный эффект от которых Σ по А и времени.

Возбудимость.

Есть зубчатый и гладкий тетанус.

Зависимость А сокращения от частотой раздражения (сила и длительность стимулов неизменны).

Временное соотношение между электрическими и механическими проявлениями тетануса.

Тонус мышцы– состояние длительного непрерывного напряжения, при котором укорочение может отсутствовать. В мышце приходят нервные импульсы, поддержанные моторной единицей.

Моторной единицей называют мотонейронвместе со всеми мышечными волокнами, которые они иннервируют.

Уровни организации скелетной мышцы.

- миофиламенты

- миофибрилла

- мышечная клетка (мышечное волокно);

- пучок

- мышцы.

Миозин: хвост, шейка и головка, на ней имеются цент взаимодействия с актиновой нитью и центр, захвата АТФ.

Актиновая нить включает 3 белка (тропомиозин, актин, тропонин).

Цикл движений головки, миозина при сокращении и расслаблении мышцы.

ПКА – φ концевой пластинки.

При сокращении:

Появление ПКП приводит к возникновению круговых токов между постсинаптической и прилежащей электровозб мембраны.

Появляется деполяризация мембраны, развивается, когда деполяризация достигает критического уровня, то возникает φ_{действия}, который распространяется вдоль мышечного волокна по сарколемме и вглубь по поперечным трубочкам

→ деполяризация мембран цистерн саркоплазматитич ретикулов (реанилиновые каналы). Деполяризация вызывает открытие Са²⁺канала в мембранах цистерн сарк ретикулами. [Са²⁺] в ретикул ≈ в 10 тыс. раз >в саркоплазме. Са²⁺диффундирует к актин. и миозин. нитям и связываются с тропонином, (снимает тропомиозиновую репрессию). Тогда изменяется трансформация тропонина таким образом, что он сдвигает молекулу тропомиозина и обеспечивает открытие участка на активной молекуле, который может взаимодействовать с головкой миозина. Если головка в это время активирована, то происходит образование актомиозинового мостика, ↑ АТФ – азной активности и полное расщепление АТФ до фосфата и АДФ, которые сбрасываются. А полученная Е используется на поворот головки, при этом актин. нить протягивается на 1 шаг между миозиновыми. За 1 поворот головки саркомер укорачивается на 2% от максимально возможного сокращения. Для дальнейшего укорочения необходимы повторные грибковые движения головок миозина (до 60 циклов).

Для расслабления мышцы:

1. необходимо, чтобы было восстановлено исходное низкое содержание Са²⁺в саркоплазме и это обеспечивается работой Са²⁺- насоса;

2. необходимо достаточное количество АТФ; это обеспечивает разрыв актомиозиновых мостиков. В этом случае эластические силы растягивают саркомер, возвращая его первоначальную длину. Эластичные силы создаются за счет эластичности сарколеммы и прод. трубочек ретикулума, за счет белка (цитина), которые располагаются между Zи М мембранами. +α – актинин присоед актиновые филаменты кZ-мембране (линии), удерживает, упорядоченную структуру + белок мебулин, располагается параллельно нитям актина и стабилизирует их +макрофакторы: эластическая тяга сухожилий, связок и всех эл соединительных структур, входящих в состав мышц.

Моторная единица– это мотонейрон со всеми мышечными волокнами, которые он иннервирует. Эти нейроны находятся в первых рогах МС и УМН. В состав моторной единицы могут входить от 10 до 1,5 тыс. нейронов и они (волокна) могут лежать в разных участках иннервированных мышц.

По физиологическим признакам:

1. медленные малоутомляемыемоторные единицы – красные моторные единицы. В их саркоплазме имеется б –миоглобин, который запасает О2 (красный цвет имеет) мышца способна функционировать долго.

2. быстрые легкоутомляемыемоторные единицы – белые, способные развивать большую силу, генерировать большое (до 50 импульсов в с) число волн возбуждения.

За счет анаэробных процессов (анаэр расщепления, гликогены, глюкозы).

3. быстрые устойчивые к утомлениюмоторные единицы. Обладают промежуточными свойствами.