Режимы мышечных сокращений

Режим сокращения мышечных волокон (МВ) определяется частотой раздражителей или импульсов, поступающих от мотонейронов.

Картинка

Оно состоит из нескольких фаз:

1) латентный период– это время от момента нанесения раздражителя до начала укорочения МВ и обусловлен возбуждением мембраны мышечного волокна, распространением ПД по Т-трубочкам, образованием инозитолтрифосфата, повышением концентрации внутриклеточного кальция и активации поперечных мостиков. Он составляет около 2 мс (0,02с).

2) период укороченияили развития напряжения. Он длится 0,05 мс. В случае свободного укорочения мышечного волокна говорят об изотоническом режиме сокращения, при котором меняется только длина мышечного волокна, а напряжение остается относительно постоянным. Если мышечное волокно закреплено с двух сторон и не может свободно укорачиваться, то говорят об изометрическом режиме сокращения

В процессе жизнедеятельности в организме человека развивается комбинация изотонического и изометрического компонентов - ауксотонический режим сокращения.Как правило, укорочение мышцы сопровождается развитием напряжения и увеличением силы, достаточной чтобы совершить перемещение груза.

3) период расслабления (0,07 мс), когда уменьшается концентрация ионов Са²⁺и отсоединяются головки миозина от актиновых филаментов. Для расслабления в первую очередь необходимо понижение концентрации ионов Са 2+ в саркоплазме. Для этого существует механизм Са-насос, который активно возвращает Са в цистерны при гидролизе АТФ. АТФ является вторым важнейшим фактором абсолютно необходимым для процесса расслабления. Некоторое время после смерти мышцы остаются мягкими в следствие прекращения тонического влияния мотонейронов. Затем концентрация АТФ снижается ниже критического уровня, и возможность разъединения головки миозина с актиновым филаментов исчезает. Возникает трупное окоченение с выраженной ригидностью скелетных мышц.

В зависимости от частоты раздражителя наблюдается возникновение одиночного сокращения, зубчатого и гладкого тетануса.

****

При частоте стимулов до 20 Гц каждая следующее сокращение возникает в фазу расслабления от предыдущего и развивается зубчатый тетанус. При этом каждый последующий стимул буде воздействовать на мышцу до того, как она успеет полностью расслабиться после предыдущего раздражения. Увеличение частоты более 20 Гц отражает полную суммацию мышечных сокращений и наблюдается гладкий тетанус. В этом случае каждая следующее сокращение возникает в фазу укорочения или на высоте предыдущего сокращения. Так, как каждое последующее раздражение действует раньше, чем закончиться фаза укорочения предыдущего сокращения, то возникает гладкий , или полный тетанус, который характеризуется непрерывным сокращением, большим по сравнению с одиночными амплитудами сокращений и имеющим большее напряжение, развиваемое целой мышце. Формирование тетануса в зависимости от частоты раздражения.

*

Утомление мышц. Утомлением называется временное понижение работоспособности клетки , органа, целого организма, наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха. РИСУНОК Понижение работоспособности изолированной из организма мышцы при ее длительном раздражения обусловлено 2-мя основными причинами : 1. Первый из них является то, что вовремя сокращений в мышце накапливаются продукты обмен веществ ( Молочная , фосфорная к-ты и т.д), оказывающее угнетающее влияние на работоспособность мышцы. Часть этих продуктов, а также ионов К диффундируют из волокон наружу в околоклеточное пространство и оказывают угнетающее влияние на способность возбудимой мембраны генерировать потенциалы действия. 2.Постепенное истощение в ней энергетических запасов. При длительной работе изолированной мышцы происходит резкое уменьшение запасов гликогена, вследствие чего нарушаются процессы ресинтеза АТФ и креатинфосфата , необходимых для осуществления сокращения.

Локализация утомления в нервно-мышечном препарате.

При длительном раздражении нерва нарушение нервно-мышечной передачи развивается задолго до того, как мышца, а тем более нерв в силу утомления утрачивает способность к проведению возбуждения. Объясняется это тем, что в нервных окончаниях при длительном раздражении уменьшается запас "заготовленного" медиатора. Поэтому порции ацетилхолина, выделяющиеся в синапсах в ответ на каждый импульс, уменьшаются и постсинаптические потенциалы снижаются до подпороговых величин.

Наряду с этим при длительном раздражении нерва происходит постепенное понижение чувствительности постсинаптической мембраны мышечного волокна к ацетилхолину.

В естественных условиях утомление двигательного аппарата при длительной работе развивается более сложно и зависит от большего числа факторов.

1. В организме мышца непрерывно снабжается кровью, и, следовательно, получает с ней определенное количество питательных веществ (глюкоза, аминокислоты) и освобождается от продуктов обмена, нарушающих нормальную жизнедеятельность мышечных волокон.

2. В целом организме утомление зависит не только от процессов в мышце, но и от процессов, развивающихся в нервной системе, участвующих в управление двигательной деятельностью.

Так, например, утомление сопровождается дискоординацией движений, возбуждением многих мышц, которые не участвуют в совершении работы.