60. Режимы мышечного сокращения

Для скелетной мышцы характерны два основных режима сокращения - изометрический и изотонический. Изометрический режим проявляется в том, что в мышце во время ее активности нарастает напряжение (генерируется сила), но из-за того, что оба конца мышцы фиксированы (например, мышца пытается поднять большой груз) - она не укорачивается. Изотонический режим проявляется в том, что мышца первоначально развивает напряжение (силу), способную поднять данный груз, а потом мышца укорачивается - меняет свою длину, сохраняя напряжение, равное весу поднимаемого груза. Так как изотоническое сокращение не является " чисто" изотоническим (элементы изометрического сокращения имеют место в самом начале сокращения мышцы), а изометрическое сокращение тоже не является " чисто" изотоническим (элементы смещения все-таки есть, несомненно), то предложено употреблять термин " ауксотоническое сокращение" - смешанное по характеру.

Понятия " изотонический", " изометрический" важны для анализа сократительной активности изолированных мышц и для понимания биомеханики сердца.

Режимы сокращения гладких мышц. Целесообразно выделить изометрический и изотонический режимы (и, как промежуточный - ауксотонический). Например, когда мышечная стенка полого органа начинает сокращаться, а орган содержит жидкость, выход для которой перекрыт сфинктером, то возникает ситуация изометрического режима: давление внутри полого органа растет, а размеры ГМК не меняются (жидкость не сжимается). Если это давление станет высоким и приведет к открытию сфинктера, то ГМК переходит в изотонический режим функционирования - происходит изгнание жидкости, т.е. размеры ГМК уменьшаются, а напряжение или сила - сохраняется постоянной и достаточной для изгнания жидкости.

61. Тепловой обмен. Его характеристика

В организме человека непрерывно протекают два процесса — теплопродукции и теплоотдачи, и в условиях покоя в норме скорость продукции тепла равна скорости его потери. Это носит название теплового баланса, в результате которого температура тела человека сохраняется на определенном уровне, не зависящем от температуры окружающей среды. Перераспределение тепла между тканями осуществляется кровью. Она, обладая высокой теплоемкостью, переносит тепло от тканей с высоким уровнем теплообразования к тканям, где тепло образуется в небольших количествах. В результате выравнивается уровень температуры в различных частях тела.

Принято различать две температурные зоны: наружную — «оболочку» и внутреннюю — «ядро». «Ядро» характеризуется стабильной температурой. К нему относятся мозг, органы грудной клетки, брюшной полости и малого таза. Органы и ткани, расположенные на периферии тела (кожа, большая часть скелетной мускулатуры и костной системы), составляют «оболочку». Температура ее в определенной степени возрастает при повышении температуры внешней среды и наоборот. Температура глубоких тканей более равномерна и составляет 37—37,5°. Температура печени, мозга, почек несколько выше, чем других внутренних органов.

У здорового человека подмышечная температура равна 36,5—37°. Температура тела ниже 24° и выше 43° не совместима с жизнью человека. Температура тела человека не остается постоянной, а колеблется в течение суток в пределах 0,5—0,8°. Максимальная температура тела наблюдается в 16—18 часов, а минимальная — в 3—4 часа.

Постоянство температуры тела у человека может сохраняться лишь при условии равенства теплообразования и теплопотери всего организма. Это достигается посредством физиологических механизмов терморегуляции, которую принято разделять на химическую и физическую. Способность человека противостоять воздействию тепла и холода, сохраняя стабильную температуру тела, имеет пределы. При чрезмерно низкой или очень высокой температуре среды защитные терморегуляционные механизмы оказываются недостаточными, и температура тела начинает резко падать или повышаться. В первом случае развивается состояние гипотермии, во втором — гипертермии.

При понижении температуры окружающей среды происходит увеличение интенсивности обмена веществ и, следовательно, теплообразования. У человека усиление теплообразования отмечается в том случае, когда температура окружающей среды становится ниже оптимальной температуры или зоны комфорта. В обычной легкой одежде эта зона находится в пределах 18—20°, а для обнаженного человека — 28 °С.

Суммарное теплообразование в организме происходит в ходе химических реакций обмена веществ (окисление, гликолиз), что составляет так называемое первичное тепло и при расходовании энергии макроэргических соединений (АТФ) на выполнение работы (вторичное тепло). В виде первичного тепла в тканях рассеиваются 60—70 % энергии. Остальные 30—40 % после расщепления АТФ обеспечивают работу мышц, различные процессы синтеза, секреции и др. Но и при этом та или иная часть энергии преобразуется затем в тепло. В конечном итоге переходит в тепло или вся энергия, или подавляющая ее часть. Наиболее интенсивное теплообразование в организме происходит в мышцах при их сокращении. Относительно небольшая двигательная активность ведет к увеличению теплообразования в два раза, а тяжелая работа — в 4—5 раз и более. Однако в этих условиях существенно возрастают потери тепла с поверхности тела. При продолжительном охлаждении организма возникают непроизвольные периодические сокращения скелетной мускулатуры (холодовая дрожь). При этом почти вся метаболическая энергия в мышце освобождается в виде тепла.

Теплоотдача путем испарения — это способ рассеивания организмом тепла (около 30 %) в окружающую среду за счет его затраты на испарение пота или влаги с поверхности кожи и слизистых дыхательных путей. При температуре внешней среды 20° испарение влаги у человека составляет 600—800 г в сутки. Физиологической реакцией, направленной на отдачу тепла, является сдвиг кровотока в «оболочке». При жаркой погоде кровь приливает к коже, и она становится горячей. В результате увеличивается перепад температур между поверхностью тела и внешней средой, а это усиливает кондукционную, конвекционную и лучистую отдачу тепла.

Восприятие и анализ температуры окружающей среды осуществляется с помощью терморецепторов, расположенных в коже, мышцах, сосудах, во внутренних органах, дыхательных путях, спинном и среднем мозге. Центральный аппарат терморегуляции находится в передней и задней части гипоталамуса, а также в ретикулярной формации среднего мозга.