Теоретичні питання для самопервірки за темою 2
Дайте визначення подразливості і збудливості.
Складіть таблицю розподілу основних катіонів та аніонів по обидва боки мембрани клітини. З чим пов’язаний їх розподіл?
Побудуйте графік потенціалу дії, вкажіть його продовження й амплітуду. Як змінюється збудливість клітин під час збудження?
У чому полягає значення калієво-натрієвого насоса для підтримки збудливості нерва? Як змінюється проникливість під час пригнічення активності цього насоса?
Як нервовий імпульс розповсюджується уздовж нервового волокна? Що таке сальтаторне проведення?
Намалюйте схему кінцевої рухової пластинки.
Якщо провести збудження електричним імпульсом змішаного нерва, то м‘яз, до якого він іде, скоротиться двічі. У яких випадках це відбувається і чим це пояснюється?
Якщо з деякою частотою подразнювати моторний нерв і реєструвати скорочення скелетного м‘яза, то через певний час спостерігається явище стомлення – незважаючи на подразнення нерва, м’яз не скорочується. Запропонуйте гіпотези, які пояснюють це явище та способи їх експериментальної перевірки.
Заповніть таблицю: швидкість розповсюдження імпульсу збудження по нерву
Вид нерва
М’якотні (безм’якотні)
Товщина волокна, мм
Швидкість розповсюдження імпульсу, м/с
Заповніть таблицю: величина мембранного потенціалу
Види клітин
Мембранний потенціал, мВ
Нервові
М’язові:
посмуговані
Серцеві
непосмуговані
Залозисті
Заповніть таблицю: будова і функція м’язів
Види м’язів
Особливості будови
Місцезнаходження
Функції і властивості
Що таке рухова, або нейромоторна одиниця?
Намалюйте криву поодинокого скорочення м’яза, позначте її фази і тривалість.
Лабораторна робота 3 Нервово-м’язова фізіологія. Робота м’язів.
Теоретична частина
При підготовці до заняття необхідно розглянути питання:
Гістологічну будову гладеньких та посмугованих м’язових волокон
Теорію м’язового скорочення
Стомлення м’язів
Закон середніх навантажень
Робота м’язів
Робота м'яза. Під час скорочення м'яз виконує певиу роботу, значення її залежить від сили м'яза.
Зовнішня (механічна) робота виконується лише під час переміщення будь-якого вантажу, тіла або його частин у просторі. Механічна робота м'яза (А) вимірюється добутком ваги піднятого вантажу (Р) па вкорочення м'яза (/), тобто
А = Р • І
Проте м'яз має таку властивість - при поступовому збільшенні вантажу його вкорочення при тому самому подразненні спочатку зростає, а потім поступово зменшується і за певних значень важкого вантажу дорівнює нулю (рис. 13). Звідси випливає, що у кожного м'яза максимальна робота можлива лише при певних середніх навантаженнях. Це є закон середніх навантажень, який випливає із залежності сили скорочення м'яза від його довжини.
Рис. 15. Залежність між значеннями роботи, навантаженням і довжиною м’яза жаби за ізотонічного режиму. Максимальна робота здійснюється під час навантаження близько 40% максимального
Сила м’яза виявляється в його максимальному напруженні. М’язову силу можна вимірювати за допомогою динамометрів - приладів, що реєструють напруження м’яза, який перебуває в умовах ізометричного скорочення.
Окреме м'язове волокно здатне розвинути силу (0,98-2,9)•103Н. Товсті міофібрили розвивають більшу силу, ніж тонкі, що зумовлено більшою кількістю міофіламентів. Сила м'яза залежить також від кількості одночасно працюючих його м'язових волокон (від 3 до 80 %), а також від довжини, яку має м'яз на початку скорочення (попередньо розтягнутий м'яз скорочується сильніше). Регуляція ступеня напруження м'яза здійснюється двома шляхами: залученням більшої кількості м'язових волокон у процес скорочення і зміною частоти скорочень м'яза.
Сила, яку розвиває м'яз під час скорочення, обернено пропорційна ступеню перекривання актинових міофіламентів міозиновими перед скороченням. Якщо розтягнути скелетний м'яз до деякої середньої довжини його міомерів, то сила його ізометричного скорочення буде максимальною, але при подальшому розтягуванні м'яза ця сила знижується, оскільки ступінь перекривання міофіламентів зменшується. Отже, сила скорочення залежить від кількості поперечних містків між товстими і тонкими міофіламентами. Проте чим швидше міофіламенти ковзають один відносно одного, тим менше поперечних містків може утворитися за одиницю часу. Тому зі збільшенням швидкості скорочення зменшується його сила. Таким чином, сила, що розвивається м'язом, пропорційна кількості зв'язків, утворюваних між міофіламентами за одиницю часу. Максимальною вважають силу, яку розвиває м'яз під час скорочення, коли він ледве зрушує з місця максимальний вантаж. Для визначення абсолютної сили м'яза його максимальну силу треба поділити на площу фізіологічного перерізу м'яза, перпендикулярну до його волокон (рис.16).
Рис. 16. Розміщення м’язових волокон у різних м’язах: а – фізіологічний і б – анатомічний поперечники у паралельно волокнистому (І), веретеноподібному (ІІ) і перистому (ІІІ) м’язах.
Стомлення м'яза. Стомленням називають тимчасове зниження працездатності клітини, органа чи цілого організму, яке настає внаслідок їхньої роботи і зникає після відпочинку.
Стомлення ізольованих скелетних м'язів, яке виявляється поступовим зменшенням і припиненням скорочень, виникає внаслідок накопичення у м'язах (всередині волокон і в міжклітинному просторі) певних продуктів обміну речовин, переважно молочної (лактату), а також фосфатної кислот. Ці речовини порушують функцію м'язових і нервових структур, насамперед первово-м'язову передачу. У свою чергу, накопичення лактату зумовлюється нестачею кисню. Що стосується енергетичних ресурсів м'яза (глікогену для синтезу АТФ і креатинфосфату), то вони в таких умовах під час розвитку стомлення ие вичерпуються.
В організмі стомлення рухового апарату розвивається складніше і залежить від багатьох чинників. Справа в тому, що in vivo м'яз отримує з кров'ю поживні речовини і звільняється від продуктів обміну речовин. Крім того, в цілому організмі стомлення залежить також від тих процесів, що розвиваються в нервовій системі, яка керує руховою діяльністю. Вважають, що в природних умовах стомлення розвивається передусім внаслідок стомлення структур ЦНС, оскільки пряма стимуляція стомленого м'яза викликає нормальний скоротливий ефект.