5Механизмы сокращения и расслабления мышечного волокна. Одиночные и тетанические мышечные сокращения. Электромиограмма.

При произвольной внутренней команде сокращение мышцы че¬ловека начинается примерно через 0.05 с. Подойдя к мышце, процесс возбуждения должен с помощью медиатора пре¬одолеть нервно-мышечный синапс, что занимает примерно 0.5 мс. Медиатором здесь является ацетилхолин, который содержится в си¬ноптических пузырьках в пресинаптической части синапса. Повышая проницаемость клеточных мембран, потенциал действия вызывает выход из цистерн и трубочек саркоплазматического ретикулума ионов Са2+, которые прони¬кают в миофибриллы, к центрам связывания этих ионов на молеку¬лах актина. Под влиянием Са2+ длинные молекулы тропомиозина проворачи¬ваются вдоль оси и скрываются в желобки между сферическими мо¬лекулами актина, открывая участки прикрепления головок миозина к актину. Тем самым между актином и миозином образуются так называемые поперечные мостики. При этом головки миозина совершают гребковые движения, обеспечивая скольжение нитей ак¬тина вдоль нитей миозина с обоих концов саркомера к его центру, т. е. механическую реакцию мышечного волокна. Для дальнейшего скольжения сократительных белков друг относительно друга мостики между ак¬тином и миозином должны распадаться и вновь образовываться на следующем центре связывания Са2+. Такой процесс происходит в ре¬зультате активации в этот момент молекул миозина. Миозин приоб¬ретает свойства фермента АТФ-азы, который вызывает распад АТФ. Расслабление мышечного волокна связано с работой особого механизма — «кальциевого насоса», который обеспечивает откачку ионов Са2+ из миофибрилл обратно в трубочки саркоплазматического ретикулума. На это также тратится энергия АТФ.

ОДИНОЧНОЕ И ТЕТАНИЧЕСКОЕ СОКРАЩЕНИЕ.

При единичном надпороговом раздражении двигательного нерва или самой мышцы возбуждение мышечного волокна сопровождается о д и н о ч н ы м сокращением. Эта форма механической реакции состоит из 3 фаз:латентного или скрытого периода,фазы сокраще¬ния фазы расслабления.

Самой короткой фазой является скрытый период, когда в мышце происходит электромеханическая передача. Фаза расслабления обычно в 1,5 - 2 раза более продолжительна, чем фаза сокращения, а при утомлении затягивается на значительное время. Если uнmepвалы между нервными импульсами короче, чем дли¬тельность одиночного сокращения, то возникает явление супер¬позиции — наложение механических эффектов мышечного во¬локна друг на друга и наблюдается сложная форма сокращения - тетанус. Различают 2 формы тетануса — зубчатый тетанус, возникающий при более редком раздражении, когда происходит по¬падание каждого следующего нервного импульса в фазу расслабле¬ния отдельных одиночных сокращений, и сплошной или гладкий те¬танус, возникающий при более частом раздражении, когда каждый следующий импульс попадает в фазу сокращения. Сложная интегрированная кривая записи электрической активнос¬ти целой мышцы — электромиограмма (ЭМГ). Форма ЭМГ отражает характер работы мышцы: при статичес¬ких усилиях она имеет непрерывный вид, а при динамической ра¬боте — вид отдельных пачек импульсов, приуроченных, в основ¬ном, к начальному моменту сокращения мышцы и разделенных пе¬риодами «электрического молчания».

.6 Морфофункциональные основы мышечной силы. Режим работы мышц. Энергетика мышечных сокращений.

Движение является результатом взаимодействия внутренних и внешних сил, развиваемых в опорно-двигательном аппарате, — ак¬тивных (возникающих при сокращении или напряжении мышцы во время ее возбуждения) и пассивных (упругое напряжение при растя¬жении мышцы, сопротивление мышцы и ее сухожилия).

Сила мышцы зависит отряда морфологических и физиологи¬ческих факторов: количества и свойств мышечных волокон в мышце, исходной длины мышцы, характера нервных импульсов, механи¬ческих условий действия мышцы на кости скелета.

Сила мышцы является суммой силы отдельных ее мышечных воло-кон.

Медленные волокна (I типа) это выносливые (неутомляемые) и легко возбудимые волокна, с богатым кровоснаб¬жением, большим количеством митохондрий, запасов миоглобина и с использованием окислительных процессов энергообразования.

Быстрые утомляемые волокна(П-б типа) Они менее возбудимы, включаются при больших нагрузках и обеспечивают быстрые и мощные сокращения мышц. Зато эти волокна быстро утомляются. Их примерно 30%.

Во¬локна промежуточного типа (II-а типа) — быстрые неутомляемые, окис¬лительные, их около 20%.

Сократительная способность скелетной мышцы характеризуется:

-силой сокращения;

-степенью и скоростью развития напряжения;

-величиной и скоростью укорочения;

-скоростью расслабления.

Сила мышцы - это тот максимальный груз, который мышца в состоянии приподнять (оторвать от земли).

Сила мышцы зависит от физиологического поперечного сечения. Физиологическое поперечное сечение мышцы — это сечение, проходящее через все миофибриллы в поперечном направлении независимо от геометрического расположения. Различают 3 режима работы мышцы: изото¬нический, изометрический и ауксотонический.

Изотонический р е ж и м (режим постоянного тонуса мышцы) наблюдается при отсутствии нагрузки на мышцу, когда мышца закреплена с одного конца и свободно сокращается. Напря¬жение в ней при этом не изменяется. Изометрический режим (режим постоянной длины мышцы) характеризуется напряжением мышцы в условиях, когда она закреплена с обоих концов или когда мышца не может поднять слишком большой груз. Ауксотонический режим (смешанный режим) характе¬ризуется изменением длины и тонуса мышцы, при сокращении кото¬рой происходит перемещение груза. ЭНЕРГЕТИКА МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ

При работе мышц химическая энергия превращается в механичес¬кую, т. е. мышца является химическим двигателем, а не тепловым. Для процессов сокращения и расслабления мышц, потребляется энергия АТФ. Быстрое восстановление АТФ происходит в тысячные доли секунды за счет распада КрФ.