5. Физические и физиологические свойства скелетных мышц. Понятие двигательной единицы, физиологические особенности быстрых и медленных двигательных единиц.

Свойства скелетных мышц.

• Возбудимость – способность отвечать на действие раздражителя изменением ионной проводимости и мембранного потенциала. В естественных условиях этим раздражителем является АХ, который выделяется в пресинаптических окончаниях аксонов мотонейронов.

• низкая проводимость, порядка 10–13 м/с; Проводимость – способность проводить ПД вдоль и вглубь мышечного волокна по Т системе;

• Сократимость – способность укорачиваться или развивать напряжение при возбуждении;

• Эластичность – способность развивать напряжение при растяжении;

• Тонус – в естественных условиях скелетные мышцы постоянно находятся в состоянии некоторого сокращения, называемого мышечным тонусом, который имеет рефлекторное происхождение.

• рефрактерность (занимает по времени больший отрезок, чем у нервного волокна);

• лабильность;

Двигательная единица – мотонейрон с группой, мышечных волокон иннервируемых разветвлениями его аксона. Чем более функционально активна мышца, тем меньшее количество мышечных волокон входит в единицу. Двигательная единица подчиняется закону «все или ничего», т.е. все мышечные волокна, входящие в данную единицу имеют равную возбудимость.

По скорости сокращения единицы делятся на: быстрые; медленные (средняя длительность их сокращения равна 0,02 и 0,1с соответственно) и тонические (у млекопиьтающих их мало).

Характеристика быстрых двигательных единиц:

А. Мотонейроны (α1): крупные, быстрые (частота импульсации около 40Гц), с низкой возбудимостью.

Б Миоциты (белые):

1) в организме обеспечивают главным образом движения;

2)развивают большую силу сокращения (содержат много миофибрил) и скорость сокращения, т.е. мощность (высока активность АТФазы), но быстро утомляются (слаборазвитая капиллярная сеть, мало миоглобина, мало митохондрий, много гликогена, анаэробный обмен).

Характеристика медленных двигательных единиц:

А) Мотонейроны (α2): небольшие, медленные ( частота импульсации около 10 Гц) с высокой возбудимостью.

Б. Миоциты (красные)

1) в организме обеспечивают в основном мышечный тонус и позу;

2) развивают небольшую силу сокращения ( имеют меньшее количество миофибрилл) и скорость сокращения (низкая активность миозиновой АТФазы), но мало утомляемы (хорошо развита капилярная сеть, много митохондрий, аэробный обмен).

6. Характеристика видов и режимов мышечного сокращения. Механизм тетанического сокращения. Условия возникновения оптимума и пессимума.

Режимы (Типы) сокращения в зависимости от характера сокращения:

1. Изометрическое: возрастает тонус при постоянной длине, т.е. мышечное волокно закреплено с двух сторон и не может свободно укорачиваться, но саркомеры меняются за счет скольжения актина и миозина относительно друг друга.

2. Изотоническое: тонус постоянный (напряжение не изменяется) , а длина умеьшается, т.е. свободно укорачивается мышечное волокно.

3. Ауксотоническое: меняется длина и напряжение.

Режимы (типы) сокращения в зависимости от длительности сокращения:

• Одиночное -мышечное сокращение – это сокращение на одиночное кратковременное раздражение, пороговым или сверхпороговым стимулом. Характерно для сердца.

Оно состоит из периодов:

• Латентный –обусловлен возбуждением мембраны мышечного волокна и его распространением

• Период укорочения (развития напряжения);

• Период расслабления – когда уменьшается концентрация Са и отсоединяются головки миозина от актиновых филаментов.

• Тетаническое сокращение – это длительное сокращение скелетных мышц, возникающее в ответ на ритмическое раздражение (т.е. на ряд последующих друг за другом стимулов) В его основе лежит явление мышечных сокращений.

• Зубчатый тетанус – возникает когда каждое последующее раздражение попадает в фазу расслабления мышцы

• Гладкий тетанус – возникает когда каждое последуещее тетаническое сокращение падает в фазу сокращения (укорочения) мышцы.

В основе механизма тетанического сокращения лежит явление – суммации мышечных сокращений. – это увеличение силы (или амплитуды) и длительности сокращения мышцы под действием ее повторного раздражения в период предыдущего сокращения.Моторные еденицы входящие в данную мышцу включаются в процесс раздрожения, чем больше единиц тем больше амплитуда сокращения и тонус мышц.

Оптимум и пессимум силы и частоты раздражения.

Оптимальные условия (частота), при которых величина тетануса является наиболее высокий и устойчивый.

Пессимальная – высокая частота, превышающая лабильность нервно-мышечного синапса, при которой мышца расслабляется. Умеренные по силе и частоте раздражения являются, таким образом, оптимальными, сильные же и частые раздражения вызывают пессимум - ослабление эффекта, торможение.

Реакция ткани, таким образом, пессимальная или оптимальная, зависит от того, в каком состоянии находится ткань к моменту прихода действующего на нее импульса. Для свежей, неутомленной икроножной мышцы лягушки оптимальная частота раздражений, дающая при физиологически максимальной силе раздражения тетанус наибольшей величины, составляет 100 раз в1 сек; увеличение частоты раздражения до 200, 300 раз в 1 сек приводит к пессимальному эффекту. Для утомленной мышцы оптимум сдвигается к более умеренным раздражениям, пессимальный эффект получается легче.