Лекція 5 фізіологія скелетних і гладких м'язів. Фізіологія м'язів
М'язи людини поділяються на три групи: посмуговані скелетні, посмуговані серця і непосмуговані. Для всіх м'язів характерні збудливість (здатність відтворювати ГІД), провідність (здатність до проведення збудження уздовж м'язового волокна) і скоротливість (здатність змінювати свою довжину й напругу).
Види м'язових скорочень
Поодиноке скорочення виникає у відповідь на одне окреме подразнення. У ньому розрізняють такі періоди: латентний (прихований), період скорочення і період розслаблення. Амплітуда скорочення м'яза не підпорядковується закону "все або нічого", тобто зі збільшенням сили подразнення вона збільшується, оскільки в такому разі до процесу скорочення долучається усе більше волокон, що входять до складу м'яза. Окреме м'язове волокно підпорядковується цьому закону, амплітуда його скорочення завжди є максимальною.
Тетанічні скорочення виникають у результаті дії ритмічного подразника. Підґрунтям тетануса є сумація двох скорочень, що виникають у разі дії двох послідовних подразників. З відносно малої частоти подразнень, коли кожний наступний подразник діє у період розслаблення попереднього скорочення,
розвивається зубчатий тетанус. Якщо збільшити частоту подразнення, коли подразник потрапляє у період скорочення, виникає суцільний тетанус.
Ізотонічними називаються скорочення, під час яких довжина м'яза зменшується, а напруга не змінюється. Чисто ізотонічних скорочень за звичайних умов не існує. У разі ізометричних скорочень довжина м'яза не змінюється, а напруга його зростає (наприклад, скорочення м'яза, у якого нерухомо закріплено обидва кінці). Концентричними називаються скорочення, за яких м'яз скорочується, і ексцентричними, якщо м'яз подовжується (наприклад, у разі опускання вантажу).
Скорочення литкового м'яза жаби за умови різної частоти подразнення складається з:
1 - поодиноке скорочення; 2 - зубчастий тетанус; 3 - суцільний тетанус; 4 - позначки нанесення подразнення
Рухові одиниці. Рухове нервове волокно (аксон мотонейрона) у м'язі розгалужується та іннервує групу м'язових волокон, які одночасно скорочуються під час надходження нервового імпульсу до м'яза по аксону. Мотонейрон і група м'язових волокон, які він іннервує, називаються руховою (моторною) одиницею (РО). Розрізняють швидкі і повільні РО, які наявні в різних м'язах у неоднакових пропорціях. Повільні РО порівняно зі швидкими скорочуються на триваліший період, мають меншу швидкість скорочення, розвивають меншу м'язову силу і втома в них розвивається пізніше.
Теплоутворення у м'язах
У процесі м'язового скорочення відбувається теплоутворення, яке має такі фази:
- початкове теплоутворення, яке включає: а) тепло активації (під час латентного періоду); б) тепло вкорочення (під час скорочення м'яза) і в) тепло розслаблення (під час розслаблення м'яза). Це тепло утворюється переважно за рахунок анаеробних хімічних процесів у м'язі.
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.
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.