8. Структура и функция мышц в организме человека. Режимы мышечных сокращений.
Основные функции мышц
Все виды произвольных движений – речь, передвижение скелета.
Все виды непроизвольных движений – работа сердца, движение крови по сосудам, пассаж пищеварительной трубки, выделение мочи.
Структура мышечной ткани
Изометрическое - мышца развивает напряжение, но не укорачивается (и не удлиняется) – при этом длина мышцы постоянна. В этом случае возникающее напряжение передается на эластические элементы, расположенные внутри волокна. Эластическими свойствами обладают поперечные мостики миозиновых нитей, актиновые нити, Z-пластинки, продольно расположенная саркоплазматическая сеть и сарколемма мышечного волокна.
Изотоническое – мышца укорачивается, а нагрузка на нее остается постоянной – при этом напряжение мышцы постоянно.
Аускотоническое (удлиняющее) – мышца растягивается под действием нагрузки. Такие сокращения происходят, когда человек спускается вниз по лестнице.
9. Быстрые и медленные мышечные волокна и их функция. Тонус скелетных мышц.
Различают три типа скелетных мышечных волокон в зависимости от максимальной скорости укорочения и способа образования АТФ в аэробных и анаэробных условиях:
а) Медленные фазические волокна окислителыюго типа. Волокна этого типа характеризуются большим содержанием белка миоглобина, который способен связывать О2 (близок по своим свойствам к гемоглобину). Мышцы, которые преимущественно состоят из волокон этого типа, за их темно-красный цвет называют красными. Они выполняют очень важную функцию поддержания позы человека и животных. Предельное утомление у волокон данного типа и, следовательно, мышц наступает очень медленно, что обусловлено наличием миоглобина и большого числа митохондрий. Восстановление функции после утомления происходит быстро. Нейромоторные единицы этих мышц состоят из большого числа мышечных волокон.
б) Быстрые фазические волокна окислителыюго типа. Мышцы, которые преимущественно состоят из волокон этого типа, выполняют быстрые сокращения без заметного утомления, что объясняется большим количеством митохондрий в этих волокнах и способностью образовывать АТФ путем окислительного фосфорилирования. Как правило, число волокон, входящих в состав нейромоторной единицы, в этих мышцах меньше, чем в предыдущей группе. Основное назначение мышечных волокон данного типа заключается в выполнении быстрых, энергичных движении.
в) Быстрые фазические волокна с гликолитическим типом окисления. Волокна данного типа характеризуются тем, что АТФ в них образуется за счет гликолиза» Волокна этой группы содержат митохондрий меньше, чем волокна предыдущей группы. Мышцы, содержащие эти волокна, развивают быстрое и сильное сокращение, но сравнительно быстро утомляются. Миоглобин в данной группе мышечных волокон отсутствует, вследствие чего мышцы, состоящие из волокон этого типа, называют белыми. Быстрые гликолитические волокна имеют в среднем больший диаметр, чем оксидативные, и потому развивают более значительное напряжение, но быстрее утомляются.
Для мышечных волокон всех перечисленных групп характерно наличие одной, в крайнем случае нескольких концевых пластинок, образованных одним двигательным аксоном.
Тонические волокна. В отличие от предыдущих мышечных волокон в тонических волокнах двигательный аксон образует множество синаптических контактов с мембраной мышечного волокна. Развитие сокращения происходит медленно, т.к. низкая активность миозиновой АТФазы. Также медленно происходит и расслабление. Мышечные волокна данного типа эффективно работают в изометрическом режиме. Эти мышечные волокна не генерируют ПД и не подчиняются закону «все или ничего». Одиночный пресинаптический импульс вызывает незначительное сокращение. Серия импульсов вызовет суммацию постсинаптического потенциала и плавно возpaстающую деполяризацию мышечного волокна. У человека мышечные волокна этого типа входят в состав наружных мышц глаза.
Между структурой и функцией мышечных волокон существует тесная связь. Быстрые фазические волокна имеют высокоразвитую саркоплазматическую сеть и обширную сеть Т-системы, в то же время медленные волокна имеют менее развитые саркоплазматическую сеть и сеть Т-системы. Существует различие в активности Ca насосов СПР: в быстрых волокнах она значительно выше, что позволяет этим мышечным волокнам быстро расслабляться. Большинство скелетных мышц человека состоит из мышечных волокон различных типов с преобладанием одного из типов в зависимости от функций, которые выполняет та или иная мышцы.
Даже в состоянии покоя в мышцах обычно сохраняется некоторый уровень напряжения - мышечный тонус. В норме волокна скелетных мышц не сокращаются без стимулирующих их нервных импульсов, поэтому тонус - результат низкой частоты импульсов, исходящих из спинного мозга. Эти импульсы отчасти регулируются сигналами, передаваемыми из головного мозга к соответствующим передним мотонейронам спинного мозга, и частично — сигналами от мышечных веретен, расположенных в самой мышце.