4.2 Теоретичні питання до заняття:

1. Що являє собою м’язова тканина.

2. Види м’язів.

3. За якими ознаками класифікують м’язи.

4. Види скорочень скелетних м’язів, їх особливості.

5. Види подразнень м’язових волокон.

6. Періоди м’язової діяльності.

7. Способи визначення силових та енергетичних параметрів м’язів.

8. Чинники, що впливають на силові та енергетичні параметри м’язів.

9. Максимальна м’язова сила.

10. Абсолютна м’язова сила.

11. Навести приклади ізотонічного та ізометричного скорочень м’язів.

навести порівняльну характеристику властивостей скелетних та гладких м’язів.

4.3 Практичні завдання, які виконуються на занятті:

1. Вимірювання сили м’язового скорочення кисті за допомогою динамометра.

2. Визначення залежності роботи м’язів від величини протидіючої сили та частоти м’язових скорочень.

3. Ергометрія. Розрахувати величину роботи м’язів по ергограмі.

N – число скорочень, , - амплітуди скорочень при умові, що 1 мм – 1 умовна одиниця.

Накласти на праве плече досліджуваного гумовий джгут, записати ергограму і обчислити роботу.

4. Визначення сили м’язів ручним методом.

5. Вивчення залежності роботи м’язів від величин протидіючої сили і частоти м’язових скорочень.

Зміст теми:

М’язова тканина являє собою сукупність м’язових клітин (волокон), позаклітинної речовини (колаген, еластин та ін.) і густої мережі нервових волокон і кровоносних судин.

	Види м’язів
Скелетні	Серцеві			Гладкі м’язи кішківника, стінки сосудів

У природних умовах прикладом ізометричного режиму роботи мязів може бути спроба підняти непосильний вантаж.

У цілому в організмі завжди відбувається зміна довжини і напруги м’яза. Такий режим скорочення називають ауксотонічним.

Порівняльна характеристика властивостей скелетних та гладких м’язів

Скелетні м’язи	Гладкі м’язи
Входять до складу опорно-рухового апарату	Входять до складу оболонок внутрішніх органів і судин
Проявляють еластичність	Можуть зберігати надану розтягненням довжину без зміни напруги
Здійснюють довільні м’язові рухи, що супроводжуються значними енергетичними витратами	Здійснюють мимовільні м’язові рухи, що супроводжуються незначними енергетичними витратами
Підтримують тіло людини у певній позі, протидіють силам гравітації і беруть участь у різних діях (ходьба, біг, стрибки, плавання, тощо)	Забезпечують рухову (моторну) функцію цих внутрішніх органів (травний канал, сечостатева система, кровоносні судини, тощо).

М’язи складаються із пучків (впоперексмугастих, довільних) м’язових волокон. Ці волокна розташовані паралельно один одному і з’єднуються між собою рихлою з’єднувальною тканиною у пучки першого порядку. Кілька таких первинних пучків з’єднуються і утворюють, у свою чергу, пучки другого порядку і т.д. У цілому м’язові пучки всіх порядків об’єднуються з’єднувальнотканинною оболонкою, яка створює м’язове брюшко.

Скорочення м’яза викликається імпульсом, що йде від центральної нервової системи і кожен м’яз пов’язаний із нею нервами: аферентними, що є провідником "м’язового відчуття" , і еферентним, що приводить до м’яза нервове збудження. Крім того, до м’яза підходять сімпатичні нерви, завдяки яким м’яз живого організма завжди знаходиться у стані незначного скорочення, що називається тонусом.

Розрізняють близько 400 м’язів в організмі людини.

Існує класифікація м’язів за формою (довгі, короткі, широкі); за напрямком волокон (прямі паралельні волокна, скошені волокна, поперечні, колові); за функціями (згиначі, розгиначі, ті, що відводять тощо); за розташуванням (поверхневі, глибокі, зовнішні, внутрішні тощо).

Види скорочення скелетних м’язів

Ізометричні Ізотонічні Змішані

Види подразнень волокон м’язів

Одиночні Асинхронні Тематичні

Абсолютна м’язова сила - сила, яка припадає на 1 см² загального поперечного перерізу м’язових волокон, які утворюють м’яз. Абсолютна м’язова стала вимірюється в Н/см².

М’язова (фізична діяльність організму залежить від балансу між енергетичними потребами організму при скороченні м’язів та можливістю забезпечити їх завдяки транспортуванню кисню, основних субстратів до м’язів та видалення метаболітів, вуглекислого газу. Організм потребує певний об’єм кисню (свіжого повітря), при збільшенні інтенсивності метаболізму при фізичних навантаженнях. Транспортування кисню, в свою чергу, залежить від стану систем дихання та кровообігу, які з деяким запізненням забезпечують виниклі потреби.

Під час фізичної діяльності можна виділити такі періоди: "впрацювання", "стійкий стан", втома.

Період "впрацювання" - перехідний період від стану спокою до фізичної діяльності. Цей період характеризується нестійкою працездатністю, бо енергетичні потреби забезпечуються завдяки анаеробним процесам та місцевим резервам кисню. Перехід діяльності систем дихання та кровообігу на новий стан функціонувіання поступово забезпечує транспортування кисню відповідно потребам.

Наступний період діяльності - "стійкий стан". "Стійкий стан" - характеризується сталістю показників, що характеризують працездатність, стан систем дихання і кровообігу та механізмів регуляції. Стійкий стан зберігається певний час, тривалість якого залежить від інтенсивності праці. Останній період - період втоми. Період втоми виникає під час діяльності і характеризується зменшенням працездатності ( потужність роботи становить менше 65% можливої), виникненням дискоординації в роботі рухової системи та систем кровообігу та дихання.

Матеріали для самоконтролю

А. Завдання для самоконтролю.

1.Заповнити таблицю

Термін	Визначення
	Сила, яка припадає на 1 см² загального поперечного перерізу м’язових волокон, що утворюють м’яз.
Організм
	Навантаження м’яза, при якому довжина лишається незмінною при зміні в часі сили, що діє на м’яз.
Тканина організма
М’язова тканина

Б. Завдання для самоконтролю

1. Визначити загальну потужність, яку розвиває штангіст під час піднімання штанги масою 100 кг на висоту 2 м, якщо час, затрачений на ривок дорівнює 2 с, а ККД його м’язів – 40%.

2. При навантаженні 100 Н швидкість ізотонічного скорочення м’яза дорівнює 2,2 см/с. Визначити енергію, яка виділяється у вигляді теплоти при скороченні м’яза. ККД м’яза дорівнює 40%, час скорочення – 0,2 с.

3. Знайти роботу, яку виконує спортсмен при розтягуванні пружини експандера на 70 см, якщо відомо, що при зусиллі 10 Н експандер розтягується на 1 см.

4. При оптимальному навантаженні Р_опт=0,31Р₀, коли потужність м’яза є максимальною, м’яз скорочується зі швидкістю 1,5 мкм/с протягом часу – 100 мс. Який ККД м’яза, якщо при скороченні виділяється кількість теплоти 2,5 мДж? Максимальне ізометричне напруження, яке розвиває м’яз, Р₀=40 кН/м². Площа поперечного перерізу м’яза дорівнює 8 см².

5. Виходячи з рівняння А. Хілла, оцініть максимальну потужність, яку може розвинути м’яз, площею поперечного перерізу 8 см², при ізотонічному скороченні, якщо максимальна швидкість м’язового скорочення 1,5 мкм/с, а максимальне ізометричне напруження, яке розвиває м’яз – 40 кН/м².

2. Назвати види скорочень скелетних м’язів.

3. Навести порівняльну характеристику властивостей скелетних та гладких м’язів.

Література

Основна література:

1. Медична і біологічна фізика/ За ред. О. В. Чалого, 2-ге видання.- К.: Книга-плюс, 2005.

2. Медична і біологічна фізика / За ред. О. В. Чалого. Т. 1  К.: Віпол,1999; Т. 2- К.: Віпол, 2001.

3. Медична і біологічна фізика (практикум) за ред. О. В. Чалого. - К.: Книга-плюс, 2003.

4. Свердан П. Л. Вища математика: Аналіз інформації у математиці та медицині. -Львів: Світ, 1998.

5. Чалий О. В., Стучинська Н. В., Меленевська А. В. Вища математика. - К.: Техніка, 2001.

6. Костюк П. Г., Зима В. Л., Магура І. С., Мірошниченко М. С., Шуба М.Ф. Біофізика. – К.: Обереги, 2001.

7. Тиманюк В. А., Животова Е. Н. Биофизика. – Харьков, Изд-во НФАУ, 2003.

8. Зима В. Л. Біофизика. Збірник задач. - К.: В. шк.,2001.

9. Русяев В. Ф., Мищенко С. В., Пронина Н. В. Медицинская физика (сборник вопросов и задач). – Полтава, АСМИ 2001.

10. Іщейкіна Ю.О., Макаренко В.І., Тронь Н.В. Медична і біологічна фізика [Навчальний посібник] – Полтава: Шевченко Р.В., 2012. – 352 с., іл.

Додаткова література:

1. Ремизов А. Н. Медицинская и биологическая физика. – М.: Высш. шк., 1992.

2. Антонов В. Ф. и др. Биофизика. – М.: Владос, 2000.

3. Эссаулова И. Л., Блохина М. Е., Гонцов Л. Д. Руководство к лабораторным работам по медицинской и биологической физике. – М: Высш. шк., 1987.

4. Ремизов А. Н., Исакова Н. Х., Максина Л. Г. Сборник задач по медицинской и биологической физике. – М: Высш. шк., 1978.

5. Владимиров Ю. А., Рощупкин Д. И., Потапенко А. Я., Деев А, И . Биофизика. - М.: Медицина, 1983.

6. Рубин А. Б. Биофизика. – М.: Высш. шк., 1987.

7. Волькеннштейн М. В. Биофизика. – Высш. шк., 1987.

8. Самойлов О. В. Медицинская биофизика. – Л.: Изд-во ВМА, 1986.

9. Губанов Н. И., Утенбергов А. А. Медицинская биофизика. – М.: Медицина, 1981.

10. Лабораторный и лекционный эксперимент по медицинской и биологической физике / Под ред. Кройтора Д. С., Ремизова А. Н., Самойлова В. О. – Кишинев: Лумина, 1983.

Міністерство охорони здоров’я України

Вищий державний навчальний заклад України

"Українська медична стоматологічна академія"

«Затверджено»

на засіданні кафедри

медичної інформатики,

медичної і біологічної фізики

Завідувачка кафедри

професор__________ Іщейкіна Ю.О.

«27» серпня 2014 р.

Методичні вказівки

для самостійної роботи студентів

під час підготовки до практичного (семінарського) заняття

Навчальна дисципліна	Медична і біологічна фізика
Модуль №2	Основи біологічної фізики
Змістовний модуль	Біомеханіка опорно-рухового апарату
Тема заняття	Біомеханіка опорно-рухового апарату людини
Курс	1
Факультет	Медичний № 1, 2

Полтава – 2014