Вопросы для самоконтроля

1. Что изучает физиология?

2. Назовите предмет и задачи физиологии.

3. Перечислите методы, используемые в физиологии.

4. Дайте краткую историческую справку по истории физиологии.

5. Назовите и раскройте общие физиологические понятия.

6. Перечислите механизмы регуляции функций.

Глава 2. Нервно-мышечная физиология

2.1. Понятие о двигательном аппарате. Виды и функции двигательных единиц (де). Композиция мышц

Движение – необходимое условие развития и существования организма, его приспособления к окружающей среде. Именно движение является основой целенаправленного поведения, что раскрывается словами Н. А. Бернштейна: «Очевидная огромная биологическая значимость двигательной деятельности организмов – почти единственной формы осуществления не только взаимодействия с окружающей средой, но и активного воздействия на эту среду, изменяющего ее с небезразличными для особи результатами…». Еще одно проявление значимости движений – основой любой профессиональной деятельности служит работа мышц.

Все многообразие двигательной деятельности осуществляется с помощью опорно-двигательного аппарата. Его составляют специализированные анатомические образования: мышцы, скелет и центральная нервная система.

В опорно-двигательном аппарате с определенной степенью условности выделяют пассивную часть – скелет и активную часть – мышцы.

К скелету относятся кости и их соединения (например, суставы).

Скелет служит опорой внутренним органам, местом прикрепления мышц, защищает внутренние органы от внешних механических повреждений. В костях скелета расположен костный мозг – орган кроветворения. В состав костей входит большое количество минеральных веществ (в наибольшей степени представлены кальций, натрий, магний, фосфор, хлор). Кость представляет собой динамичную живую ткань с высокой чувствительностью к различным регуляторным механизмам, к эндо- и экзогенным влияниям. Кость – не только орган опоры, но и важнейший участник минерального обмена (подробнее – в разделе «Обмен веществ»). Интегральным показателем метаболической активности костной ткани служат продолжающиеся в течение всей жизни процессы активной перестройки и обновления костных структур. Эти процессы, с одной стороны, являются важным механизмом поддержания минерального гомеостаза, с другой – обеспечивают структурную адаптацию кости к меняющимся условиям функционирования, что особо значимо в связи с регулярными занятиями физической культурой и спортом. В основе постоянно протекающих процессов костной перестройки лежит активность костных клеток – остеобластов и остеокластов.

Мышцы за счет способности сокращаться приводят в движение отдельные части тела, а также обеспечивают поддержание заданной позы. Мышечное сокращение сопровождается выработкой большого количества тепла, а значит, работающие мышцы участвуют в теплообразовании. Хорошо развитые мышцы являются прекрасной защитой внутренних органов, сосудов и нервов.

Кости и мышцы как по массе, так и по объему составляют значительную часть всего организма, в их соотношении имеются существенные половые различия. Мышечная масса взрослого мужчины – от 35 до 50% (в зависимости от того, насколько развиты мышцы) от общей массы тела, женщины – примерно 32–36%. У спортсменов, специализирующихся в силовых видах спорта, мышечная масса может достигать 50–55%, а у культуристов – 60–70% общей массы тела. На долю костей приходится 18% от массы тела у мужчин и 16% у женщин.

У человека различают три вида мышц:

• поперечнополосатые скелетные мышцы;

• поперечнополосатая сердечная мышца;

• гладкие мышцы внутренних органов, кожи, сосудов.

Гладкие мышцы хорошо приспособлены к длительному тоническому сокращению без развития утомления и с очень небольшими энерготратами. По функциональным особенностям гладкие мышцы подразделяются на мышцы, обладающие и не обладающие спонтанной активностью. Мышцы, обладающие спонтанной активностью, могут сокращаться при отсутствии прямых возбуждающих нервных и гуморальных воздействий (пример − ритмические сокращения гладких мышц кишечника). Эти мышцы очень медленно сокращаются и еще медленнее расслабляются, а скорость распространения возбуждения по ним значительно меньше, чем в скелетных мышцах. Гладкие мышцы, не обладающие спонтанной активностью, сокращаются под влиянием импульсов вегетативной нервной системы (мышечные клетки артерий, семенных протоков и радужки). У этих мышц спонтанная активность низка или вообще не проявляется.

Двигательная иннервация гладких мышц осуществляется отростками клеток вегетативной нервной системы, чувствительная – отростками клеток спинальных ганглиев. Как правило, сокращение гладкой мускулатуры не может быть вызвано произвольно, в регуляции ее сокращений не участвует кора мозга. Функция гладких мышц заключается в том, чтобы поддерживать длительное напряжение, при этом они затрачивают в 5–10 раз меньше АТФ, чем понадобилось бы для выполнения такой же задачи скелетной мышце.

Гладкие мышцы обеспечивают функцию полых органов, стенки которых они образуют. Благодаря гладким мышцам осуществляется изгнание содержимого из мочевого пузыря, кишок, желудка, желчного пузыря, матки. Гладкие мышцы обеспечивают сфинктерную функцию – создают условия для хранения определенного содержимого в полом органе (мочи в мочевом пузыре, плода в матке). Изменяя просвет кровеносных сосудов, гладкие мышцы адаптируют регионарный кровоток к местным потребностям в кислороде и питательных веществах, участвуют в регуляции дыхания за счет изменения просвета бронхиального дерева.

Скелетные мышцы являются активной частью опорно-двигательного аппарата, обеспечивая целенаправленную деятельность, в первую очередь за счет произвольных движений (подробнее особенности их строения и принципов работы рассмотрены ниже).