Мотонейроны.

1. Альфамотонейроны крупные. От них отходят толстые быстропроводящие волокна (обеспечивают сокращение мышечных волокон).

2. Гаммамотонейроны мелкие. Подходят к проприорецепторам (мышечные веретена) и регулируют чувствительность этих рецепторов, которые информируют мозг о выполнении движений.

Процессы координации обеспечиваются межнейронными взаимодействиями на уровне спинного мозга. 90% синаптических контактов на спинальных клетках образованы волокнами, которые начинаются и кончаются в спинном мозге. Это указывает на существенную роль собственной интегративной деятельности спинного мозга. Благодаря множеству связей, есть широкие возможности комбинации различных нервных клеток для организации любой целесообразной ответной реакции организма.

На вставочных и моторных нейронах происходит взаимодействие импульсов, приходящих из головного мозга и афферентных сегментарных импульсов СМ. Таким образом, осуществляется взаимодействие и выполнение приказов из вышележащих уровней НС с текущим состоянием двигательного аппарата.

Рефлексы СМ

Двигательные Вегетативные

Осуществляются через Иннервация всех внутренних

альфамотонероны передних рогов. органов и рефлексы, регули-

Иннервация всех скелетных мышц, рующие деятельность внут-

осуществление простых двигатель- ренних органов.

ных рефлексов,поддержание тонуса

мышц (позные рефлексы), иннерва-

ция дыхательных мышц.

СМ обеспечивает сложную координацию мышц при осуществлении элементарных двигательных рефлексов – сгибательных, разгибательных, перекрестных.

Простые безусловные двигательные рефлексы.

1. Рефлексы на растяжение (миотатические рефлексы).

2. Сгибательные рефлексы на раздражение кожных рецепторов (рефлексы удаления от раздражителя).

3. Рефлексы отталкивания (рефлексы сближения с опорой).

4. Рефлекторные взаимодействия мышц-антагонистов (реципрокная иннервация).

5. Позные рефлексы (тонические) – замыкаются на уровне шейного отдела спинного мозга, но осуществляются при участии высших отделов ЦНС, поддержание позы тела.

6. Ритмические рефлексы (шагательный) – чередование разгибания и сгибания конечностей.

ЛОКОМОЦИИ.

Более сложные рефлексы спинного мозга. Обеспечивают перекрестные разгибательные и шагательные движения.

Проводниковая функция см.

1. Передача в высшие отделы НС информации с периферии (от рецепторов).

2. Проведение импульсов (регулирование, управление, ответные сигналы) от ГМ в СМ.

3. Регуляция вегетативных реакций.

Совместно с высшими отделами ЦНС (под их контролем) участвует в двигательной деятельности (формирование новых двигательных актов и выработка двигательных навыков).

4. Фізіологічна характеристика нерово-м'язового апарату, типи м'язових скорочень.

Любой двигательный акт человека, как и всех животных, осу­ществляется благодаря сократительной деятельности скелетных мышц. Мышцы же могут сокращаться только при поступлении к ним нервных импульсов из центральной нервной системы (ЦНС). Поэтому рассмотрения вопроса физиологии мышц невозможно без рассмотрения вопросов физиологии ЦНС. Масса мышц составляет 40-50% массы тела. Мышцы – это «машины», преобразующие химическую энергию непосредственно в механическую (работу) и в теплоту. Деятельность их это - механизм укорочения и генерирования силы.

Структурной единицей скелетной мышцы является мышечное волокно, представляющее собой силь­но вытянутую многоядерную клетку. Длина мышечного волокна зависит от размеров мышцы и составляет от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров..

Типы мышц. В организме человека существует три типа мышц: скелетные, сердечные (миокард) и гладкие. При микроскопическом исследовании в скелетных и сердечной мышцах обнаруживается исчерченностъ, поэтому их называют поперечно-полосатыми мышцами. Сокращение гладких мышц инициируется импульсами, некоторыми гормонами и не зависит от воли человека. Скелетные мышцы прикреплены в основном к костям, что и обусловило их название. Сокращение скелетных мышц инициируется нервными импульсами и подчиняется сознательному контролю, т.е. осуществляется произвольно. В скелетных мышцах различают несколько типов мышечных волокон. К основным типам волокон относятся: медленносокращающиеся (МС) или красные и быстросокращающиеся (БС) или белые. Функциональная единица мышцы – двигательная единица. Понятия. Иннервация скелетных мышечных волокон осущест­вляется мотонейронами спинного мозга или мозгового ствола. Один мотонейрон веточками своего аксона иннервирует несколько мы­шечных волокон. Совокупность мотонейрона и иннервируемых им мышечных волокон называют двигательной (нейромоторной) единицей. Число мышечных волокон двигательной единицы варь­ирует в широких пределах в разных мышцах. Двигательные едини­цы невелики в мышцах, приспособленных для быстрых движений, от нескольких мышечных волокон до нескольких десятков их (мыш­цы пальцев, глаза, языка). Наоборот, в мышцах, осуществляющих медленные движения (поддержание позы мышцами туловища), дви­гательные единицы велики и включают сотни и тысячи мышечных волокон. С функциональной точки зрения двигательные единицы разделяют на медленные и быстрые.

Типы мышечных сокращений. Оптимум и пессимум мышечного сокращения.

В зависимости от изменения длины мышечного волокна выде­ляют два типа его сокращения изометрическое и изотониче­ское.

Мышечное сокращение, при котором длина мышцы уменьшается по мере развиваемой ею силы, называется ауксотоническим.

Сокращение мышцы, при котором ее волокна укорачиваются при неизменном напряжении, называется изотоническим.

Мышечная работа равна произведению расстояния (укорочения мышцы) на вес груза, который поднимает мышца. При изотонической тетанической активации мышцы от нагрузки зависит величина укорочения и скорость укорочения мышцы. Чем меньше нагрузка, тем больше укорочений в единицу времени. Ненагруженная мышца укорачивается с максимальной скоростью, которая зависит от типа мышечных волокон. Мощность мышцы равна произведению развиваемой ею силы на скорость укорочения. Сокращение мышцы, при котором ее напряжение возрастает, а длина мышечных волокон остается неизменной, называется изометриче­ским.

Расслабленная мышца, сохраняющая «длину покоя» за счет фиксации обоих ее концов, не развивает силу, которая передавалась бы на датчик. Но если потянуть за один ее конец, чтобы волокна растянулись, в ней возникает пассивное напряжение. Таким образом, мышца в состоянии покоя упруга. Модуль упругости покоящейся мышцы с растяжением возрастает. Эта упругость обусловлена главным образом растяжимыми структурами, которые располагаются параллельно относительно растяжимых миофибрилл («параллельная упругость») . Миофибриллы в расслабленном состоянии практически не оказывают сопротивления растяжению; актиновые и миозиновые нити, не связанные поперечными мостиками, легко скользят относительно друг друга. Степень предварительного растяжения определяет величину пассивного напряжения покоящейся мышцы и величину дополнительной силы, которую может развить мышца в случае активации при данной длине. Пиковое усилие при таких условиях называется максимумом изометрического сокращения. При сильном растяжении мышцы, сила сокращения уменьшается т. к. нити актина вытянуты из миозиновых пучков и соответственно, меньше зона перекрывания этих нитей и возможность формирования поперечных мостиков. При очень сильном растяжении мышцы, когда актиновые и миозиновые нити перестают перекрываться , миофибриллы не способны развивать силу. Это доказывает, что мышечная сила представляет собой результат взаимодействия актиновых и миозиновых филаментов ( т. е. образования между ними поперечных мостиков).

В естественных условиях сокращения мышц являются сме­шанными - мышца обычно не только укорачивается, но изменяет­ся и ее напряжение.

В зависимости от длительности выделяют одиночное и тетаническое сокращения мышцы.

Сокращение целой мышцы зависит:

1. от силы раздражения при непосредственном раздражении мышцы

2. от числа нервных импуль­сов, поступающих к мышце при раздражении нерва.

Увеличение силы раздражения ведет к увеличе­нию числа сокращающихся мышечных волокон.

Подобный эффект наблюдается и в естественных условиях - с увеличением числа возбужденных нервных волокон и частоты им­пульсов (к мышце поступает больше нервных импульсов - ПД) уве­личивается число сокращающихся мышечных волокон. При одиноч­ных сокращениях мышца утомляется незначительно.

Тетаническое сокращение - это слитное длительное сокра­щение скелетной мышцы. В его основе лежит явление суммации одиночных мышечных сокращений. Суммация со­кращений при повторном раздражении мышцы или поступлении к ней ПД возникает только в том случае, когда закончен рефрактер­ный период (после исчезновения ПД мышечного волокна).

При поступлении импульсов к мышце во время ее расслабле­ния возникает зубчатый тетанус, во время укорочения - глад­кий тетануc. Амплитуда тетануса больше величины максимального одиночного сокращения мышцы. Напряжение, раз­виваемое мышечными волокнами при гладком тетанусе, обычно в 2-4 раза больше, чем при одиночном сокращении, однако мышца быстрее утомляется. Мышечные волокна не успевают восстановить энергетические ресурсы, израсходованные во время сокращения. Амплитуда гладкого тетануса увеличивается с возрастанием частоты стимуляции нерва. При некоторой (оптимальной) час­тоте стимуляции амплитуда гладкого тетануса наибольшая - (оптимум)

В естественных условиях мышечные волокна сокращаются в режиме зубчатого тетануса или даже одиночных последовательных сокращений. Однако форма сокращения мышцы в целом напомина­ет гладкий тетанус.

Причины этого - асинхронность разрядов мо­тонейронов и асинхронность сократительной реакции отдельных мышечных волокон, вовлечение в сокращение большого их коли­чества, вследствие чего мышца плавно сокращается и плавно рас­слабляется, может длительно находиться в сокращенном состоя­нии за счет чередования сокращений множества мышечных волокон. При этом мышечные волокна каждой двигательной еди­ницы сокращаются синхронно.

5. Охорактеризувати процес адаптації, етапи процесу адаптації.

Адаптация организма к физическим нагрузкам заключается в моби­лизации и использовании функциональных резервов организма, в совер­шенствовании имеющихся физиологических механизмов регуляции, которые начинают работать со­вершеннее, интенсивнее и экономичнее. В основе адаптации к физическим нагрузкам лежат нервно-гуморальные механизмы, включающиеся в дея­тельность и совершенствующиеся при работе двигательных единиц (мышц и мышечных групп). При адаптации спортсменов происходит усиление деятельности ряда функциональных систем за счет мобилизации и использования их резервов, а системообразующим фактором при этом должен являться приспособительный полезный результат - выполне­ние поставленной задачи, т. е. конечный спортивный результат.

Срочная и долговременная адаптация к физическим нагрузкам.

При всем многообразии индивидуальной фенотипической адаптации развитие ее у человека характеризуется некоторыми общими чертами. Сре­ди таких черт в приспособлении организма к любым факторам среды сле­дует выделять два вида адаптации - срочную, но несовершенную (функциональную), и дол­говременную, совершенную (пластическую) (Меерсон Ф.З., 1986).

Срочная адаптация возникает непосредственно после нача­ла действия раздражителя и может реализоваться на основе готовых, ранее сформировавшихся физиологических механизмов и программ. Очевидными проявлениями срочной адаптации являются увеличение теп­лопродукции в ответ на холод, увеличение теплоотдачи в ответ на жару, рост легочной вентиляции, ударного и минутного объемов крови в ответ на физическую нагрузку и недостаток кислорода, приспособление органа зре­ния к темноте, бег человека, обусловленный социально значимой необхо­димостью, и др. Отличительной чертой срочной адаптации является то, что деятельность организма протекает на пределе его возможностей при почти полной мобилизации физиологических резервов, но далеко не всегда обес­печивает необходимый адаптационный эффект. На уровне нервной и нейрогуморальной регуляции реализуется интен­сивное, избыточное по своему пространственному распространению воз­буждение корковых, подкорковых и нижележащих двигательных центров, которому соответствует значительная, но недостаточно координированная двигательная деятельность. Этот процесс характеризует начальный этап формирования двигательного навыка.

Со стороны двигательного аппарата срочная адаптация проявляется включением в реакцию дополнительной части двигательных единиц, а также генерализованным вовлечением лишних мышечных групп. В резуль­тате сила и скорость сокращения мобилизованных мышц оказываются ог­раниченными, но максимально достижимыми для данного вида адаптации; координация мышц недостаточно совершенна.

На уровне вегетативных систем обеспечения срочной адаптации к физическим нагрузкам наблюдается максимальная мобилизация функцио­нальных резервов органов дыхания и кровообращения, но реализующихся при этом неэкономным путем. Так, увеличение минутного объема крови достигается ростом частоты сердечных сокращений при ограниченном возрастании ударного объема. Увеличение легочной вентиляции осуществ­ляется за счет возрастания частоты дыхания, но не глубины дыхания, при этом наблюдается несоответствие между частотой дыхания и движений. В итоге легочная вентиляция все же не избавляет от развития гипоксии и гиперкапнии.

В целом срочная адаптация к физическим нагрузкам характеризу­ется максимальной по уровню и неэкономной гиперфункцией, ответ­ственной за адаптацию функциональной системы, резким снижением физиологических резервов данной системы, явлениями чрезмерной стресс-реакции организма и возможным повреждением органов и сис­тем. В результате двигательные, т. е. по существу, поведенческие ре­акции организма оказываются в значительной мере лимитированными.

Долговременная адаптация возникает постепенно, в результате длительного или многократного действия на организм факторов среды. Принципиальной особенностью такой адаптации являет­ся то, что она возникает не на основе готовых физиологических механиз­мов, а на базе вновь сформированных программ регулирования. Долго­временная адаптация, по существу, развивается на основе многократной реализации срочной адаптации и характеризуется тем, что в итоге посте­пенного количественного накопления каких-то изменений организм приоб­ретает новое качество в определенном виде деятельности - из неадаптиро­ванного превращается в адаптированный. В результате обеспечивается осуществление организмом ранее недостижимых силы, скорости и вынос­ливости при физических нагрузках, развитие устойчивости организма к значительной гипоксии, которая ранее была несовместима с активной жиз­недеятельностью. Долговременная адаптация характеризуется возникновением в ЦНС новых временных связей, а также перестройкой аппарата гуморальной регуляции функциональной системы - экономичностью функционирования гуморального звена и повышением его мощности. В ответ на ту же самую нагрузку не возникает резких изменений в организме и мышечная работа сопровождается меньшим увеличением легочной вентиляции, минутного объема крови, ферментов, гормонов, лактата, аммиака, отсутствием выра­женных повреждений. В результате становится возможным длительное и стабильное выполнение физических нагрузок. Переход от срочной к долго­временной адаптации знаменует собой узловой момент адаптационных процессов, так как именно этот переход делает возможной жизнь организ­ма в новых условиях, расширяет сферу его обитания и свободу поведения в меняющейся среде. Этот момент определяется прежде всего тем, что воз­никает активация синтеза нуклеиновых кислот и белков, что приводит к избирательному развитию определенных структур, лимитирующих двига­тельную деятельность. Формируются устойчивые двигательные динамиче­ские стереотипы, развивается экстраполяция, повышающая возможность быстрой перестройки ответных реакций при изменениях среды, происхо­дит умеренная гипертрофия в скелетных мышцах, сердце, дыхательных мышцах и других рабочих органах, увеличение массы митохондрий. Суще­ственно увеличивается аэробная и анаэробная мощность организма. Нор­мализуется гомеостаз организма, уменьшается стресс-реакция. Интенсив­ность и длительность мышечной работы возрастают.

В процессе адаптации организма обмен перестраивается в направле­нии более экономного расходования энергии в состоянии покоя и повы­шенной мощности метаболизма в условиях физического напряжения. Такая перестройка биологически более целесообразна и может явиться общим механизмом физиологической адаптации.

Адаптивные сдвиги энергетического обмена заключаются в переключе­нии с углеводного типа на жировой. Ведущую роль в этом играют гормо­ны: глюкокортикоиды, а катехоламины вызывают мобилизацию резерва гликогена в печени и активацию липолиза жировой ткани, увеличивая при­ток кислорода, глюкозы, аминокислот и жирных кислот к работающим тканям.

В достижении устойчивой и совершенной адаптации большую роль иг­рают перестройка регуляторных приспособительных механизмов и моби­лизация физиологических резервов, а также последовательность их включения на разных функциональных уровнях. Очевидно, вначале включаются обычные физиологические реакции и лишь затем - реакции напряжения механизмов адаптации, требующие значительных энергетических затрат с использованием резервных возможностей организма, что приводит в ко­нечном итоге к формированию специальной функциональной системы адаптации, обеспечивающей конкретную деятельность человека (Солодков А.С., 1998).