Г) Властивості м’язів в організмі. Рухові одиниці. Сила й робота м’язів.

Будова рухової одиниці

Руховий нейрон разом із м'язовими волокнами, які він іннервує, називають нервово-рухововою (нейромоториою), або руховою (моторною) одиницею (РО).

Всередині м'яза рухове нервове волокно, що відходить від тіла рухового нейрона, розгалужується й іннервує цілу групу м'я­зових клітин. Тому стимуляція одного ру­хового нейрона чи його аксона зумовлює одночасне збудження всієї групи м'язових волокон.

За будовою розрізняють :

• малі й

• великі РО.

Малі РО іннервуються тонким аксоном з кількома кінцевими гілочками, які охоплюють тільки 10-12 волокон м'яза, утворюючи в кожному з них лише одне нервово-м'язове сполучення. Вони входять до складу м'язів лиця, кистей, пальців рук і рідше — великих м'язів тулуба й кінцівок.

Великі РО іннервуються відносно товстими аксонами, які утворюють велику кількість розгалужень, що закінчуються на тисячах м'язових волокон, утворю­ючи на них численні нервово-м'язові сполучення. Великі РО входять переважно до складу великих м'язів тулуба й кінцівок. Великі РО здатні без зниження частоти імпульсів працювати десятки хвилин, тому їх називають нестомлюваними.

Практич­но кожен м'яз містить як великі, так і ма­лі РО.

За функцією розрізняють:

• тонічні (повільні) й

• фазні (швидкі).

• РО перехідного типу.

М'язові волокна у тонічних і фазних РО мають різну будову.

Фазні— товщі, мають більшу кількість міофібрил і тому розвивають більшу силу, ніж тонічні. Вони вмика­ються на початку скорочення, що забезпе­чує швидке зростання м'язового напру­ження. Фазні м'язові волокна гірше постача­ються киснем крові, а тому мають високу активність гліколітичних процесів і підви­щений вміст глікогену. Вони не здатні до тривалої роботи, але пристосовані до сильних і швидких, хоча короткочасних, м'язо­вих скорочень.

Тонічні волокна мають добре розвинену капілярну сітку, що забезпечує краще кровопостачання, підвищену кількість міо­глобіну в крові, який підтримує деякий час кисневий гомеостаз і після припинення надходження кисню.

Тонічні РО входять до складу червоних м'язів, а фазні РО переважають у білих м'язах.

Фазні й тонічні РО функціону­ють одночасно, коли потрібно розвинути велике напруження у разі статичних і ди­намічних м'язових зусиль.

Д). Енергетика м’язового скорочення, фази теплоутворення. Теплопродукція м'яза.

Джерелом енергії для скорочення м’яза є АТФ. Ресинтез АТФ відбувається анаеробно та аеробно.

Під час скоро­чення м'яза відбувається посилене роз­щеплення АТФ, інтенсивність обміну ре­човин зростає у тисячу разів. Відповідно збільшується утворення і виділення теп­лової енергії м'язом.

Теплотворення м'яза поділяється на дві фази.

Перша фаза - початкове теплоутворення,

Друга фаза - запізніле теплоутворення, яке приблизно в 1000 разів більше, ніж початкове, і триває декілька хвилин, тобто після того як м'язо­ве скорочення закінчилося. 90% тепла протягом цієї фази утворюється за рахунок процесів окиснення. Фаза затриманого, або відновно­го, теплотворення, на відміну від попередньої фази, потребує обов'язкової наявності кисню. Ця фаза пов'язана з виділенням енергії окиснення молочної і виноградної кислот, які утворюються під час скорочення

Фаза початкового теплотворен­ня починається з моменту збудження м'я­за і триває протягом усього скорочення. Цю фазу поділяють на :

• теплотворення активації,

• теплотворення вкорочення і

• теплотворення розслаблення.

Графік теплопродукції м`яза в процесі поодинокого скорочення

Скоротливість і збудливість м`язів різного виду: / — крива скоротливості, 2 — крива збудливості; а — період вкорочення, б — период розслаблення, абсолютний рефракторний період, и — відносний рефракторний період, д — фаза екзальтації

Теплова енергія активації виділяється м'язом з по­чатку порогового чи сильнішого подраз­нення і впродовж періоду збудження. Вона виробляється і в умовах ізометричного на­пруження.

Коли м'яз здійснює механіч­ну роботу (наприклад, під час піднімання вантажу), відбувається розщеплення додат­кової кількості АТФ і виділяється додат­кова теплова енергія скорочення, пропор­ційна виконаній роботі.

Розслаблення м'яза також потребує витрат енергії, про що свід­чить виділення теплової енергії під час цього процесу.

Таким чином, утворення тепла у м'язі пов'язано з хімічними процеса­ми, що перебігають без або за участі кисню.

Анаеробні процеси. Спочатку відбувається розпад АТФ із виділенням енергії, яка витрачається на забезпечення м'язового скорочення. Проте за­паси АТФ у м'язі невеликі, тому відбувається постійний її ресинтез за ра­хунок енергії, яка утворюється в результаті розпаду креатинфосфату (КФ) і розщеплення глікогену (анаеробний гліколіз). За рахунок енергії анаеробного гліколізу поновлюються також і запаси КФ, а продукти гліколізу - молочна і піровиноградна кислоти, які при цьому утворюють­ся, - накопичуються у м'язі.

Аеробні процеси полягають в окисненні метаболітів білків, вуглеводів та жирів на мітохондріях м'язових клітин. Енергія, яка утворюється при цьому, використовується на ресинтез АТФ, частково - на ресинтез гліко­гену тощо.