>

Atlasītas nodaļas no grāmatas "Mūsdienu spēka treniņš. Teorija un prakse." Skeleta muskuļi

MUSKUĻŠĶIEDRU KLASIFIKĀCIJA.

Morfoloģiskā klasifikācija

Šķērssvītras (šķērssvītras)

Gluda (bez svītrām)

Klasifikācija pēc muskuļu aktivitātes kontroles veida

Skeleta tipa šķērssvītraini muskuļu audi.

Gludie muskuļu audi iekšējie orgāni.

Sirds tipa šķērssvītrotie muskuļu audi

Skeleta MUSKUĻU ŠĶIEDRU KLASIFIKĀCIJA

Svītrainie muskuļi ir visspecializētākais aparāts strauju kontrakciju veikšanai. Ir divu veidu šķērssvītrotie muskuļi – skeleta un sirds. SKELETA muskuļi sastāv no muskuļu šķiedrām, no kurām katra ir daudzkodolu šūna, kas rodas liela skaita šūnu saplūšanas rezultātā. Atkarībā no saraušanās īpašībām, krāsas un noguruma muskuļu šķiedras iedala divās grupās – SARKANĀ un BALTĀ. Muskuļu šķiedras funkcionālā vienība ir miofibrils. Miofibrils aizņem gandrīz visu muskuļu šķiedras citoplazmu, nospiežot kodolus uz perifēriju.

SARKANĀS MUSKUĻA šķiedras (1. tipa šķiedras) satur lielu skaitu mitohondriju ar augstu oksidatīvo enzīmu aktivitāti. Viņu kontrakciju stiprums ir salīdzinoši neliels, un enerģijas patēriņa ātrums ir tāds, ka viņiem ir pietiekami daudz aerobās vielmaiņas (tās izmanto skābekli). Viņi ir iesaistīti kustībās, kas neprasa ievērojamu piepūli, piemēram, stājas saglabāšanu.

BALTĀM MUSKUĻŠĶIEDRĀM (2. tipa šķiedrām) ir raksturīga augsta glikolīzes enzīmu aktivitāte, ievērojams kontrakcijas spēks un tik liels enerģijas patēriņa ātrums, kam aerobā vielmaiņa vairs nav pietiekama. Tāpēc motora vienības, kas sastāv no baltām šķiedrām, nodrošina ātras, bet īslaicīgas kustības, kas prasa raustīšanas pūles.

GLUDO MUSKUĻU KLASIFIKĀCIJA

Gludie muskuļi ir sadalīti VISCERĀLS(UNITĀRĀ) UN MULTI-UNITĀRS. VISCERĀLS GLUDI muskuļi ir atrodami visos iekšējos orgānos, gremošanas dziedzeru kanālos, asins un limfas asinsvados, kā arī ādā. UZ MULIPIUNITĀRS ietver ciliāru muskuļu un varavīksnenes muskuļu. Gludo muskuļu iedalījums viscerālajos un daudzfunkcionālajos balstās uz dažādo motorās inervācijas blīvumu. VISCERĀLOS GLUDO MUSKUĻOS motoro nervu gali atrodas nelielā skaitā gludo muskuļu šūnu.

Skeleta UN GLUDO MUSKUĻU FUNKCIJAS.

GLUDO MUSKUĻU FUNKCIJAS UN ĪPAŠĪBAS

1. ELEKTRISKĀ DARBĪBA. Gludajiem muskuļiem raksturīgs nestabils membrānas potenciāls. Membrānas potenciāla svārstības, neatkarīgi no nervu ietekmes, izraisa neregulāras kontrakcijas, kas uztur muskuli pastāvīgas daļējas kontrakcijas stāvoklī – tonusā. Gludo muskuļu šūnu membrānas potenciāls neatspoguļo miera potenciāla patieso vērtību. Kad membrānas potenciāls samazinās, muskuļi saraujas, kad tas palielinās, tas atslābinās.



2. AUTOMĀCIJA. Gludo muskuļu šūnu darbības potenciāliem ir autoritmisks raksturs, līdzīgi kā sirds vadīšanas sistēmas potenciāli. Tas norāda, ka visas gludās muskulatūras šūnas spēj veikt spontānu automātisku darbību. Gludo muskuļu automātisms, t.i. spēja veikt automātisku (spontānu) darbību ir raksturīga daudziem iekšējiem orgāniem un traukiem.

3. REAKCIJA UZ SSPIEDI. Reaģējot uz stiepšanos, gludie muskuļi saraujas. Tas ir tāpēc, ka stiepšanās samazina šūnu membrānas potenciālu, palielina AP frekvenci un, visbeidzot, gludo muskuļu tonusu. Cilvēka organismā šī gludo muskuļu īpašība kalpo kā viens no veidiem, kā regulēt iekšējo orgānu motorisko aktivitāti. Piemēram, kad kuņģis ir piepildīts, tā siena stiepjas. Kuņģa sienas tonusa palielināšanās, reaģējot uz tās izstiepšanos, palīdz uzturēt orgāna tilpumu un labāku tā sieniņu kontaktu ar ienākošo pārtiku. Asinsvados, stiepšanās, ko izraisa asinsspiediena svārstības.

4. PLASTISKUMS b. Sprieguma mainīgums bez dabiskas saiknes ar tā garumu. Tādējādi, ja gludais muskulis tiek izstiepts, tā sasprindzinājums palielināsies, bet, ja muskulis tiek turēts stiepšanās izraisītā pagarinājuma stāvoklī, tad spriedze pakāpeniski samazināsies, dažreiz ne tikai līdz līmenim, kāds bija pirms stiepes, bet arī zem šī līmeņa.

5. ĶĪMISKĀ JUTĪBA. Gludie muskuļi ir ļoti jutīgi pret dažādām fizioloģiski aktīvām vielām: adrenalīnu, norepinefrīnu. Tas ir saistīts ar specifisku receptoru klātbūtni gludās muskulatūras šūnu membrānā. Ja zarnu gludās muskulatūras preparātam pievieno adrenalīnu vai norepinefrīnu, palielinās membrānas potenciāls, samazinās AP biežums un muskuļi atslābinās, t.i., tiek novērots tāds pats efekts kā simpātiskajiem nerviem.

Skeleta MUSKUĻU FUNKCIJAS UN ĪPAŠĪBAS

Skeleta muskuļi ir cilvēka muskuļu un skeleta sistēmas neatņemama sastāvdaļa. Šajā gadījumā muskuļi veic sekojošo funkcijas:

1) nodrošināt noteiktu cilvēka ķermeņa stāju;

2) pārvietot ķermeni telpā;

3) pārvietot atsevišķas ķermeņa daļas vienu pret otru;

4) ir siltuma avots, pildot termoregulācijas funkciju.

Skeleta muskuļiem ir šādas būtiskas ĪPAŠĪBAS:

1)UZSKANĪBA- spēja reaģēt uz stimulu, mainot jonu vadītspēju un membrānas potenciālu.

2) VADĪTĪBA- spēja vadīt darbības potenciālu gar un dziļi muskuļu šķiedrās gar T-sistēmu;

3) LĪGUMA IESPĒJAMĪBA- spēja saīsināt vai attīstīt spriedzi, kad esat satraukts;

4) ELASTĪBA- spēja attīstīt spriedzi stiepšanās laikā.

Svītroto muskuļu šķiedru membrānas potenciāls ir (-80) - (-90) mV, un depolarizācijas sliekšņa līmenis ir aptuveni -50 mV AP, kas rodas uz muskuļu šķiedras postinaptiskās membrānas, izplatās caur sarkolemmu (membrānu, kas apņem muskuļu šķiedru) abos virzienos no veidošanās vietas (sinapses). To pārnēsā sarkolemma elektrogēniski (līdzīgi PD transmisijai bez "Jakuševa nervu šķiedras). AP ilgums lielākajā daļā skeleta muskuļu ir 2-3 ms. Saistībā ar to, kā arī ar nepieciešamību pēc lielākas membrānas polarizācijas, lai rastos smaile (MP KR = 40 mV), AP izplatīšanās ātrums pa muskuļu šķiedras membrānu ir aptuveni 3-5 m1s. Īsu laiku pēc PD ierašanās muskuļu šķiedra sāk sarauties. Lai saprastu muskuļu kontrakcijas mehānismu, ir jāiepazīstas ar tā mikrostruktūru.

Muskuļu šķiedru struktūra

Muskuļu šķiedras diametrs nepārsniedz 0,1 mm, un tās garums var būt no dažiem milimetriem līdz 12 cm (20. att.).

Gaismas mikroskopā ir redzama tumšu un gaišu svītru mija (šķērsvirziena tumšums). Tumšajiem diskiem (anizotropiem diskiem - A) ir dubults starpslānis, savukārt gaišajiem diskiem (izotropiskajiem diskiem - I) šīs īpašības nav. Tiek saukta muskuļu šķiedras daļa no viena izotropiskā diska vidus līdz otra vidum sarkomere. Sarkomēra garums muskulī miera stāvoklī ir aptuveni 2 µm, un, saraujoties ar maksimālu spēku, tas ir nedaudz vairāk par 1 µm. (20. attēlā redzams sarkomērs, ko abās pusēs ierobežo 2 līnijas; I - izotrops disks; A - anizotrops disks; H - apgabals ar samazinātu anizotropiju. Miofibrila šķērsgriezums (d) sniedz priekšstatu par biezu un plānu miofilamentu sešstūra sadalījumu).

Sarkolems. Muskuļu šķiedru membrānu – sarkolemmu – veido tipiska plazmas membrāna, ko pastiprina saistaudu šķiedras. Pēdējie, apvienojoties muskuļu šķiedru galos, veido cīpslas, ar kuru palīdzību muskuļi tiek piestiprināti pie kauliem.

Sarkoplazma. Muskuļu šķiedras sarkoplazmā ir tipisks organellu komplekts. Bet viens no tiem ir pelnījis īpašu uzmanību - sarkoplazmas

Rīsi. 20. muskulī (A) ietver muskuļu šķiedras (b), no kurām katra satur miofibrillas (c). Miofibrils (g) veidojas no bieziem un plāniem miofilamentiem (g, d)

niureticulum (NR). Tas ir plaši sazarots tīkls, kas sastāv no cisternām un caurulēm, kuras ierobežo divu slāņu proteīna-lipīdu membrānas (21. att.). Sarkoplazmatiskais tīklojums veic svarīgu funkciju muskuļu kontrakcijas uzsākšanā kā Ca2+ depo.

Rīsi. 21.(pēc B.I. Hodorova vārdiem): A- cauruļu (T-sistēma) un SR sadalījums sarkomēra iekšpusē; b- triāde: AP izplatīšanās laikā pa T-cauruli no CP tvertnes izdalās Ca2, kas, saistoties ar troponīnu troponīna-tropomiozīna kompleksā, novērš inhibējošo iedarbību uz aktīna miofilamentu. Miozīna pavedienu krustveida tilti tagad var mijiedarboties ar aktīna pavedieniem. Relaksācijas process ir saistīts ar aktīvu Ca2+ atgriešanos tvertnēs

Jāpiemin arī olbaltumvielu klātbūtne sarkoplazmā mioglobīns, kas kalpo kā skābekļa depo šķiedras iekšpusē.

Kontrakcijas protofibrils. Kontrakcijas protofibrillas sarkoplazmas muskuļu šķiedras iekšpusē ir sakārtotas. Ir divu veidu protofibrilas: biezas (15-17 nm biezas) un plānas (apmēram 6 nm biezas). Plānās protofibrillas atrodas I zonā un ar olbaltumvielām aktīna pavedieni. Tiek saukti biezi pavedieni, kas atrodas A zonā miozīns(skat. 20. att.).

Vairāk nekā divi simti miozīna molekulu ir iesaistītas miozīna pavedienu veidošanā (savīti pa pāriem, ar izvirzītu galvu). Galvas ir vērstas leņķī no centra uz tievajiem pavedieniem (atgādina trauku mazgāšanas “otu”). Miozīna galva satur ATPāzes enzīmu, un ATP molekula atrodas uz pašas galvas.

Laktīna pavedieni sastāv no diviem lodveida aktīna molekulu aktīna pavedieniem, tie izskatās kā krelles. Plāniem pavedieniem ir aktīvie centri, atrodas 40 nm attālumā viena no otras, pie kurām var piestiprināt miozīna galviņas. Plānos pavedienos bez aktīna ir arī citas olbaltumvielas – troponīna komplekss (kalmodulīns), kas atrodas virs aktīvajiem centriem, tos pārklājot, kas neļauj aktīnam savienoties ar miozīnu.

Plāni pavedieni caur I zonas vidu nonāk divos blakus esošajos sarkomēros. Šīs zonas vidū atrodas X-membrāna, kas atdala sarkomērijas vienu no otras. Tādējādi katra sarkomēra saturs ir izolēts ar sarkolemmu un Z-membrānu.

Muskuļu kontrakcijas mehānisms

Muskuļu kontrakcijas uzsākšana. Izplatoties pa ārējo membrānu, PD nonāk muskuļu šķiedrās (skat. 21. att.), šeit tiek pārnesta uz sarkoplazmatiskā tīklveida membrānu, kur atver elektriski uzbudināmus kalcija kanālus. Tā kā kalcija koncentrācija sarkoplazmā ir mazāka par 10~7 mol1L, bet sarkoplazmatiskajā retikulā - vairāk nekā 10 4 mol1L, sākas tā jonu intensīva izdalīšanās sarkoplazmā.

Atbrīvotais kalcijs sāk muskuļu kontrakciju. Kalcija līmenis, kas ir pietiekams, lai uzsāktu muskuļu kontrakciju, tiek sasniegts 12-15 ms pēc nervu impulsa ienākšanas. Tas ir slēptais, latentais muskuļu kontrakcijas laiks. Sakarā ar to, ka AP izplatīšanās ātrums ar sarkolemmu ir lielāks par laiku, kas nepieciešams Ca2" izdalīšanai no sarkoplazmatiskā tīkla, visas muskuļu reģiona fibrillas, kuras inervē viens nervs, saraujas vienlaikus.

Ca2+ spēlē noteiktu lomu muskuļu kontrakcijas ierosināšanā pēc iekļūšanas sarkoplazmā. kalmodulīns. Piesaistot Ca2+, kalmodulīns veicina Atfāzes aktivizēšanos un ATP enerģijas izmantošanu aktīna pavediena aktīvā centra savienošanai ar miozīna galvu, kā arī muskuļu saīsināšanu (22. att.). Kalmodulīnam (troponīnam C) savienojoties ar kalciju, tiek atbrīvots aktīna aktīvais centrs, kā rezultātā tam pievienojas miozīna galva. Šie procesi notiek, ja brīvā kalcija koncentrācija sarkoplazmā palielinās 100 reizes vai vairāk: no 10"7 līdz 10~5 mol1L.

"Eņģes mehānisms."Šo procesu kombinācijas dēļ notiek:

a) miozīna pavedienu vilkšana pret atīna pavedieniem;

b) miozīna uzlādēšana ar enerģiju, ko izmanto miozīna galvas rotēšanai.

Rīsi. 22. A- šķērsot tiltus muskuļu šķiedru relaksācijas stāvoklī; 6 - kontrakcijas laikā (bultiņas norāda aktīna protofibrilu kustības virzienu (un) divas sarkomēra puses); V- šķērstiltu sprieguma attīstības modelis

to kontrakcijas laiks (kreisajā pusē - relaksācijas stāvoklī, labajā pusē - muskuļu šķiedras kontrakcijas laikā). 4 - šķērseniskā tilta kakls; 5 - krusta tilta galva

Pēc tam izveidojusies fosfora un adenozīna difosforskābe (ADP) aiziet, un to vietā pievienojas jauna ATP molekula, kas noved pie miozīna un aktīna aktīvā centra savienojuma pārrāvuma.

Kad muskuļi saraujas:

a) aktīna un miozīna pavedieni praktiski nav saīsināti;

b) aktīna mijiedarbība ar miozīnu noved pie pavedienu savstarpējas iekļūšanas telpās starp tām;

c) divas blakus esošās 7-membrānas tuvojas viena otrai, un ar pēc iespējas spēcīgāku kontrakciju attālumu starp tām var samazināt gandrīz uz pusi;

d) kad muskuļa garums samazinās, sarkomērs paplašinās, jo sarkomēra iekšpusē esošā sarkoplazma nesamazinās;

d) līdzīgi procesi vienlaicīgi notiek visos muskuļa šķiedras sarkomēros, tāpēc abi muskuļa gali tiek vilkti uz centru.

Šobrīd vēl nav pilnībā zināms mehānisms, kas nodrošina aktomiozīna pavedienu iekļūšanu viens otrā. Vispārpieņemtā “eņģu mehānisma” hipotēze (sk. 22. att.). Pēc tam, kad miozīna galva savienojas ar aktīna aktīvo centru, tā pagriežas par 45°. Tilta plīsuma dēļ miozīna galvas kakls iztaisnojas, iegūstot sākotnējo stāvokli. Par šādām kustībām šī sistēma saņēma nosaukumu eņģes mehānisms. Rotācijas laikā miozīns ar aktīna palīdzību tiek virzīts uz vienu "soli" vai "gājienu", kas vienāds ar 20 nm. Jaunas Ca2+ porcijas ienākšana noved pie “soļa” atkārtošanās, bet tagad ar citu galvu, kas izrādās pretī jaunajam aktīna aktīvajam centram, jo ​​tie atrodas aptuveni 40 nm attālumā no viens otru. Sakarā ar to, ka miozīna pavedieniem ir bipolāra galviņu organizācija, to paralēlās “rindas” nodrošina aktīna pavedienu slīdēšanu gar sarkomēru (no membrānas līdz tā vidum).

Muskuļu relaksācija.

Šie procesi ("soļi") atkārtosies tik ilgi, kamēr sarkoplazmā būs brīvais Ca2" (koncentrācijā vairāk par 10-5 mol1L) un ATP. Ja nav jauna depolarizācijas viļņa, kalcijs ātri atgriežas atpakaļ cisternās. no sarkoplazmas retikuluma Tas tiek izsūknēts no sarkoplazmas pret koncentrācijas gradientu, izmantojot Ca2+ sūkni, kas atrodas uz sarkoplazmas retikuluma. Šī sūkņa darbībai nepieciešams liels daudzums ATP (izvadīšanai tiek izmantotas 2 ATP molekulas katru Ca2+), aktivizē pats kalcijs, vai, precīzāk, tā koncentrācijas palielināšanās sarkoplazmā – visu aktīna un miozīna saišu pārraušana un muskuļu relaksācija.

Muskuļu kontrakcijas enerģija

ATP muskuļos ir nepieciešams:

1) samazināšana (tiltu veidošana);

2) relaksācija (tiltiņu laušana);

3) Ca2+ sūkņa darbība;

4) K* - sūkņa darbība (lai novērstu traucētos jonu gradientus ierosmes ienākšanas dēļ).

Tomēr muskuļu sarkoplazmā ir salīdzinoši maz ATP. ar to pietiek tikai dažām muskuļu kontrakcijām (apmēram astoņām atsevišķām kontrakcijām). Tajā pašā laikā dabiskos apstākļos muskuļi var ilgstoši sarauties, kas kļūst iespējams tikai pateicoties ATP atkārtotas sintēzes mehānismu - kreatīna fosfokināzes, glikolītiskās un aerobās oksidācijas - aktivizēšanai.

Norādīto ATP resintēzes ceļu “ieslēgšanās” secība ir šāda. Pirmkārt, tūlīt pēc ATP hidrolīzes sākas tā atjaunošana kreatīna fosfāta (CP) ietekmē:

ADF + CF<=>ATP + CP.

Kreatīna fosfokināzes ceļš ir bezinerces (to nekavējoties iedarbina izveidojušais ADP) un var nodrošināt muskuļu kontrakciju dažu sekunžu laikā. Tajā pašā laikā tiek aktivizēts glikolītiskais ceļš. ATP veidošanās ogļhidrātu glikolīzes laikā notiek, piedaloties fermentiem, kuru aktivitāte pakāpeniski palielinās no muskuļu kontrakciju sākuma. Bet pēc 15-20 sekundēm tie kļūst pietiekami aktīvi, lai uzņemtu ATP resintēzes stafeti, kad CP ir izsmelts. Šī maršruta trūkums ir zemāka ATP izvade laika vienībā salīdzinājumā ar iepriekšējo. Turklāt glikolīzes laikā veidojas nepietiekami oksidēti produkti (pienskābe, pirovīnskābe), kuriem intensīvas veidošanās gadījumā nav laika atstāt muskuļus, izraisot homeostāzes traucējumus tajā (pH nobīde uz skābā puse).

Aerobai oksidācijai ir vislielākais ATP resintēzes potenciāls (gandrīz neierobežots laiks ar atbilstošu skābekļa un oksidācijas produktu piegādi). Bet tas ir visinertākais veids, jo tā fermentu sistēma tiek aktivizēta lēni. Tas sasniedz maksimālo aktivitātes līmeni 2-3 minūtes pēc muskuļu darba sākuma. Papildus pašas muskuļu šķiedras mitohondriju enzīmiem, lai nodrošinātu noteikto ATP resintēzes mehānismu, ir nepieciešama atbilstoša muskuļu piegāde ar skābekli un izejvielām. Turklāt aerobās oksidācijas produktivitāte (sintezētā ATP daudzums laika vienībā) nav vienāda atkarībā no oksidējamā savienojuma: oksidējot enerģijas ogļhidrātus.

Protams, norādītās ATP resintēzes ceļu iespējas nosaka muskuļu veiktspēju.

Efektivitāte un siltuma radīšana muskuļu darba laikā

Saskaņā ar pirmo termodinamikas likumu (enerģijas nezūdamības likumu) muskuļos pārvērstā ķīmiskā enerģija ir vienāda ar mehāniskās enerģijas (darba) un siltumspējas summu. Viena mola ATP hidrolīze nodrošina 48 kJ enerģijas. Tikai 40-45% no tā tiek pārvērsti mehāniskajā enerģijā, bet atlikušie 55-60 % pārvērsties par uz sākotnējo siltumu. Tomēr iekšā dabas apstākļi muskuļu darbības mehāniskā efektivitāte jeb efektivitāte nepārsniedz 20-30%. Tas ir saistīts ar faktu, ka ne visa ATP enerģija muskuļos nonāk pašā muskuļu kontrakcijā: daļa tiek tērēta atveseļošanās procesiem. Līdz ar to, jo augstāka ir muskuļu darba intensitāte, jo aktīvāki notiek siltuma veidošanās procesi.

Muskuļu kontrakciju veidi un veidi

Dabiskos apstākļos abi muskuļa gali ir piestiprināti pie kauliem ar cīpslām un, saraujoties, pievelk tos viens otram. Ja viens muskuļa (locītavas) gals ir fiksēts, tad otrs tiek vilkts pret to (23. att.). Kad šim muskuļa galam tiek piestiprināta slodze, kuru muskulis NESPĒJ pacelt, tas tikai sasprindzinās, tādā gadījumā tā garums nemainās. Apstākļi rodas arī tad, kad muskulis pakāpeniski palielinās garumā (slodze ir lielāka par muskuļa celšanas spēku, vai arī nepieciešams lēnām nolaist slodzi).

Eksperimentālos apstākļos vienu muskuļu, vienu šķiedru un pat vienu aktomiozīna pavedienu var izolēt ar nervu, kas to inervē, vai bez tā. Ja statīva vienu galu nofiksē nekustīgu, bet otrā pakar svaru vai ierakstīšanas ierīci, var ierakstīt muskuļu kontrakciju – miogrammu.

Rezultātā izšķir šādus muskuļu kontrakciju veidus:

o izotonisks(koncentrisks) - muskuļu kontrakcija ar saīsināšanu, saglabājot pastāvīgu spriedzi;

o izometriski, kad nemainās muskuļa garums (spriedze);

o ekscentrisks(plyometric), kad muskuļi pagarinās.

Parasti lielākā daļa dabisko muskuļu kontrakciju ir jauktas, tas ir, anizononiskas, kad muskuļi saīsinās, kad palielinās spriedze.

Attēlā 24, A Tiek parādīta vienas kontrakcijas līkne. Uz tā jūs varat atšķirt kontrakcijas fāzes Un relaksācija. Otrais posms ir garāks. Pat vienas šķiedras vienas kontrakcijas laiks ievērojami pārsniedz AP kalpošanas laiku.

Rīsi. 24. Dažādi muskuļu kontrakcijas režīmi:

A- vienreizējas kontrakcijas; V- nepilnīgs stingumkrampji; G g - pilnīgs stingumkrampji

Rīsi. 23. Mijiedarbība starp saliecēja (a) un ekstensora muskuļiemb)

Izolētas muskuļu šķiedras vienas kontrakcijas amplitūda nav atkarīga no stimulācijas stipruma, bet atbilst likumam "visu vai neko". Turpretim uz cieta muskuļa jūs varat iegūt “kāpnes” (Bowditch kāpnes): ka jo lielāks kairinājuma stiprums (līdz noteiktai vērtībai), jo spēcīgāka ir kontrakcija. Turpmāka stimulācijas spēka palielināšanās neietekmē muskuļu kontrakcijas amplitūdu. Šo modeli var novērot gan kairinājuma gadījumā caur nervu, gan paša muskuļa kairinājuma gadījumā. Tas ir saistīts ar faktu, ka gandrīz visi muskuļi (un nervi) ir sajaukti, tas ir, tie sastāv no daudzām motora vienībām (MO) ar atšķirīgu uzbudināmību.

Motora bloks

Viena motorā neirona nervu šķiedra un muskuļu šķiedras, kuras tā inervē, veido vienu motoru vienību (25. att.). Lielākajā daļā skeleta muskuļu motora vienība satur vairākus simtus (pat tūkstošus) muskuļu šķiedru. Pat ļoti mazos muskuļos, kuriem nepieciešamas augstas precizitātes kustības (acis, rokas), motora vienība var saturēt 10-20 muskuļu šķiedras. No funkcionālā viedokļa ir vairāki motora bloku veidi, kurus var grupēt šādi: ātri Un lēns. To funkcionālās atšķirības ir saistītas ar atbilstošām strukturālajām iezīmēm, turklāt gan relatīvi rupjas morfoloģijas, gan smalkas bioķīmiskās diferenciācijas līmenī. Dažāda veida motoriskās vienības atšķir muskuļu daļas un nervu šķiedras. Šīs atšķirības nodrošina katra veida motora bloka atbilstošu funkcionālo izpausmi. Ātrie un lēnie izceļas ar uzbudināmību, aksona veikto impulsu ātrumu, optimālo impulsu biežumu un izturību pret nogurumu pēc darba veikšanas. Turklāt katrā tipā motorais neirons un muskuļu šķiedras kā partneri ir savienoti viens ar otru, kas nodrošina to funkcionālās īpašības.

Motoriskie neironi. Tā paša muskuļa motoro neironu uzbudināmība vai jutība pret strāvas stimula spēku ir apgriezti saistīta

Rīsi. 25.

1 - motoro neironu ķermenis; 2 - kodols; AR- dendriti; 4 - aksons; 5 - aksona mielīna apvalks; 6 - aksona gala zari; 7 - neiromuskulārās sinapses

par ķermeņa izmēru: jo mazāks ir motoriskais neirons, jo augstāka ir tā uzbudināmība, tas ir, ar mazāku stimula spēku tajos parādās darbības potenciāls. Mazie motorneironi inervē salīdzinoši nelielu skaitu lēno muskuļu šķiedru, lielie motoriskie neironi inervē ātrās muskuļu šķiedras, kuru vienā motora vienībā parasti ir daudz.

Aksona diametrs un ierosmes ātrums pa to ir atkarīgs no neirona lieluma: tas ir lielāks lielos motoros neironos. Turklāt šādos motoros neironos var rasties nervu impulsi ar augstu frekvenci. Līdz ar to, mainot motoro neironu impulsu frekvenci, muskuļu šķiedras, kas ir daļa no atbilstošās motoriskās vienības, var saņemt augstas frekvences darbības potenciāla diapazonu, un tas noteiks lielāku to kontrakcijas spēku.

Katrs motors neirons atbilst arī motorās vienības muskuļu šķiedru struktūrai. Tādējādi muskuļu šķiedru kontrakcijas ātrums ir tieši atkarīgs no aktomiozīna atfāzes aktivitātes (aktīna un miozīna pavedienu skaita): jo augstāka tā aktivitāte, jo ātrāk veidojas aktomiozīna tilti, un līdz ar to, jo lielāks ir kontrakcijas ātrums. Jauno pavedienu aktomiozes “iepakošanas” blīvums ātrajās muskuļu šķiedrās ir lielāks nekā lēnajās. Turklāt sarkoplazmatiskais tīklojums (kalcija depo) ir izteiktāks ātrajā šķiedrā. Tāpēc PD saņemšanas laikā:

o slēptais laiks pirms kontrakcijas sākuma ir īsāks;

o kalcija sūkņa blīvums ir lielāks.

Tādējādi muskuļi saraujas un atslābinās ātrāk. Ātrās muskuļu šķiedrās tiek palielināta glikolītisko enzīmu aktivitāte, kas nodrošina ātru ATP atjaunošanos, kas tiek patērēta intensīvu muskuļu kontrakciju laikā.

Turpretim lēnajā muskuļu šķiedrās oksidācijas enzīmu aktivitāte ir augstāka, kā rezultātā notiek ATP atveseļošanās, lai gan lēnāk, bet ekonomiskāk. Tātad, ja no 1 mola glikozes glikolīzes rezultātā veidojas tikai 2-3 moli ATP, tad aerobās oksidācijas gadījumā - 36-38 moli ATP. Turklāt glikolīzes laikā veidojas nepietiekami oksidēti substrāti (piemēram, pienskābe), kas “paskābina” muskuļus un samazina tā veiktspēju. Vēl divas lēnu muskuļu šķiedru strukturālas atšķirības uzlabo veiktspēju un uzlabo oksidācijas apstākļus:

1) lēnās šķiedras ir labāk nodrošinātas ar skābekli nekā ātrās šķiedras, jo tām ir lielāks asins kapilāru blīvums;

2) lēno šķiedru iekšpusē ir liels daudzums mioglobīna, kas piešķir tām sarkanu krāsu un ir skābekļa noliktavas, kuras var izmantot oksidēšanai muskuļu kontrakcijas brīdī, kad skābekļa padeve ar asinīm ir apgrūtināta. asinsvadu saspiešana ar muskuļu, kas saraujas.

Ātrajām muskuļu šķiedrām ir īss kontrakcijas periods - līdz 7,5 ms, bet lēnajām muskuļu šķiedrām ir ilgs kontrakcijas periods - līdz 100 ms.

Tādējādi, summējot motora bloku funkcionālās atšķirības, var atzīmēt: lēnas motora vienības raksturo viegla uzbudināmība, mazāks spēks un kontrakcijas ātrums ar zemu nogurumu un augstu izturību. Ātrmotora vienībām ir pretējas īpašības.

Pēdējos gados veiktie pētījumi ir pierādījuši, ka katram cilvēkam ir iedzimtas atšķirības ātro un lēno šķiedru procentuālajā daudzumā skeleta muskuļos. Piemēram, augšstilba ārējā muskulī lēno šķiedru skaita svārstību diapazons ir no 13 līdz 96%. Lēno šķiedru priekšrocība nodrošina “paliktni”, un neliela daļa no tām nodrošina sportista “sprinta” iespējas. Turklāt atšķiras arī viena cilvēka dažādo muskuļu sastāvs. Tādējādi vidēji lēno šķiedru saturs pleca tricepsā ir 33%, bicepsā - 49, priekšējā magnum - 46, zolē - 84%.

Summa kontrakcija un stingumkrampji

Dabiskajos cilvēka dzīves apstākļos atsevišķas muskuļu kontrakcijas nenotiek. Parasti nervu impulsi pārvietojas uz muskuļiem caur motoriem neironiem “saišķos”, tas ir, vairākos pēc kārtas ar salīdzinoši īsiem laika intervāliem. Tas noved pie nevis viena, bet vairāku PD veidošanās pašā skeleta muskuļos. Ja muskuli neietekmē atsevišķi impulsi (IP), bet impulsi, kas ātri seko viens pēc otra, tad saraušanās efekti tiek summēti, un rezultātā muskulis saraujas uz ilgu laiku (skat. 24. att.). Turklāt, ja sākotnējā relaksācijas brīdī parādās papildu stimuli, miogrāfiskā līkne būs robaina, un, ja pirms relaksācijas sākuma, tā būs bez robainības. Šāda veida saīsinājumu sauc stingumkrampji.

Atšķirt zobains Un Tetanusi nekompetence. Stingumkrampju laikā ne tikai pagarinās kontrakcijas laiks, bet arī palielinās tās spēks. Tas ir saistīts ar faktu, ka, reaģējot uz pirmo PD, būs laiks veikt tikai nelielus “soļus”. Galīgā rezerve rada iespēju palielināt kontrakcijas spēku turpmākās PD ierašanās laikā. Šajā gadījumā kalcija koncentrācija (aktomiozīna tiltu skaits) šādā muskuļu šķiedrā var būt tāda pati kā vienas kontrakcijas laikā.

Tetāniskā kontrakcija ir iespējama galvenokārt tāpēc, ka muskuļu šķiedru membrāna spēj veikt diezgan biežu PD (vairāk nekā 100 vienā sekundē), jo skeleta muskuļos ugunsizturīgais periods ir daudz īsāks nekā pati viena kontrakcija. Līdz ar to, kad nākamais PD nonāk pie muskuļa, tas atkal kļūst jutīgs pret tiem.

Stimulēšanas biežums un stiprums, kas nepieciešams, lai muskuļu šķiedras izdalītu stingumkrampjos, nav vienāds visiem muskuļiem, bet ir atkarīgs no to motoriskās vienības īpašībām. Lēnas muskuļu šķiedras vienas kontrakcijas ilgums var sasniegt 100 ms, bet ātras - 10-30 ms. Tāpēc, lai iegūtu nebojātu stingumkrampju lēnajās šķiedrās, pietiek ar 10-15 impulsiem sekundē, bet ātrajām šķiedrām ir nepieciešami līdz 50 impulsiem sekundē un vairāk.

Dabiskos apstākļos gandrīz nekad nenotiek, ka visas muskuļu šķiedras ir saraujušās. Tāpēc ar brīvprātīgu kontrakciju muskuļu spēks ir mazāks nekā mākslīgās stimulācijas gadījumā. Straujas muskuļu kontrakcijas spēka palielināšanās mehānisms ekstremālā situācijā ir balstīts uz šo principu: palielinās nervu impulsu sinhronizācija, kas nonāk dažādās motora vienībās. Viens no mehānismiem, kas nodrošina muskuļu spēka pieaugumu, piemēram, sportistam treniņa laikā, ir atsevišķu motorisko vienību kontrakciju sinhronitātes palielināšanās.

Maksimālais uzbudinājuma ritms. Ierobežojošais ierosmes ritms, ko nosaka koncepcija labilitāte, visu uzbudināmo audu daļa ir atkarīga no perioda ilguma, kas nepieciešams, lai atjaunotu nātrija kanālu jutīgumu pēc iepriekšējās stimulācijas, tas ir, no ugunsizturīgā perioda. Motora vienības, kas sastāv no trim struktūrām (nervu, sinapses, muskuļu), labilitāti nosaka visšaurākā saite - sinapse, jo tieši tai ir minimālā ierosmes pārraides frekvence. Motoriskie neironi, pat vismazākie, spēj vadīt vairāk nekā 200 impulsus sekundē, muskuļu šķiedras - vairāk nekā 100 impulsus sekundē, bet neiromuskulārā sinapse - mazāk nekā 100 impulsus sekundē.

Skeleta muskuļu funkcionālās īpašības

Muskuļu spēks nosaka vilces spēks tā galos. Maksimālais vilces spēks veidojas muskuļa izometriskās kontrakcijas laikā šādos apstākļos: a) aktivizējas visas motoriskās vienības, kas veido šo muskuļu; b) muskuļu kontrakcijas sākums miera stāvoklī; c) pabeigt stingumkrampju režīmu visās motoriskajās vienībās.

Rīsi. 26.(pēc A. A. Uhtomska teiktā)

Lai izmērītu muskuļu spēku, tiek noteikta vai nu maksimālā slodze, ko tā var pacelt, vai maksimālais sasprindzinājums, ko tas var radīt izometriskas kontrakcijas rezultātā. (Viena muskuļu šķiedra var attīstīt 100-200 mg lielu sasprindzinājumu.) Cilvēka ķermenī ir aptuveni 30 miljoni muskuļu šķiedru un teorētiski, ja tās visas vilktu vienā virzienā, tās radītu līdz pat 30 tonnām smagu spriedzi. ir jāņem vērā šādi apstākļi. Pirmkārt, dažādu muskuļu šķiedru spēks nedaudz atšķiras: ātri motora vienības ir spēcīgākas nekā lēnas. Otrkārt, muskuļa spēks ir atkarīgs no tā šķērsgriezuma: jo lielāks ir muskuļa tilpums, jo stiprāks tas ir. Turklāt atkarībā no šķiedru gaitas tiek izdalīti slīpie un taisnie muskuļi. Šķiedru slīpā gaita nodrošina lielu skaitu muskuļu šķiedru, kas iet cauri tā šķērsgriezumam, kā rezultātā šāda muskuļa spēks ir lielāks. Tāpēc viņi atšķir fizioloģisks Un muskuļa anatomiskais diametrs: fizioloģiskais diametrs ir perpendikulārs muskuļu šķiedru virzienam, bet anatomiskais – muskuļa garumam (26. att.). Dabiski, ka muskuļos ar šķiedru garenvirzienu abi nosauktie diametri sakrīt, un cirrusā fizioloģiskais diametrs ir lielāks par anatomisko, tāpēc vienam un tam pašam anatomiskajam diametram pēdējie ir stiprāki. Piemēram, cilvēka muskuļu relatīvais spēks (uz 1 cm2 šķērsgriezuma laukuma):

o potītes muskulis - 5,9 kg;

o plecu saliecošais muskulis - 8,1 kg;

o košļājamā muskulatūra - 10,0 kg;

o pleca bicepss - 11,4 kg;

o triceps brachii muskulis - 16,7 kg.

Dabiskos apstākļos muskuļu spēka izpausmi ietekmē ne tikai iepriekš minētie trīs apstākļi, bet arī leņķis, kādā muskulis tuvojas kaulam. Jo lielāks stiprinājuma leņķis, jo labāki apstākļi spēka izpausmei. Ja muskulis tuvojas kaulam taisnā leņķī, gandrīz viss spēks tiek tērēts kustības nodrošināšanai, un, ja tas atrodas akūtā leņķī, daļa spēka tiek novirzīta kustības nodrošināšanai, pārējais tiek novirzīts sviras saspiešanai.

Nogurums

Ilgstoša vai intensīva muskuļu darba laikā rodas nogurums, kas vispirms izpaužas kā darbaspējas samazināšanās un pēc tam darba pārtraukšana. Nogurumam ir raksturīgas atbilstošas ​​izmaiņas, kas rodas ne tikai muskuļos, bet arī sistēmās, kas tos apkalpo.

Nogurums Viņi sauc stāvokli, kas attīstās darba rezultātā un izpaužas kā ķermeņa motoro un autonomo funkciju un to koordinācijas pasliktināšanās. Šajā gadījumā veiktspēja samazinās, parādās sajūta noguris (psiholoģiskais stāvoklis). Nogurums ir visa organisma holistiska reakcija. Tāpēc, kad tālāk tiek apspriests nervu, sinapses un muskuļu nogurums, ir jāatceras šo jēdzienu konvencijas. Pareizāk būtu runāt par dažiem mehānismiem, kas nosaka motora vienības galveno daļu - nervu, muskuļu šķiedru, sinapsu - “darbu”.

Nervu šķiedru nogurums. Dabiskos apstākļos nervu šķiedra praktiski nenogurst. Nervu impulsa vadīšana prasa enerģijas patēriņu tikai K+ sūkņa darbībai, kas ir diezgan energoefektīvs. ATP resintēzes sistēmas ir diezgan spējīgas nodrošināt enerģiju nervu šķiedrai.

Neiromuskulārā savienojuma nogurums. Efektivitāte, tas ir, spēja vadīt ierosmi, sinapsei ir ievērojami zemāka nekā nervu šķiedrai. Tas var būt divu parādību sekas. Uzbudinājuma pārraides nomākumu sinapsē var izraisīt nozīmīgas raidītāja daļas izsīkums vai tā atjaunošanas pavājināšanās, ja nervu šķiedras piegādāto AP biežums ir pārāk augsts. Turklāt intensīvas muskuļu darbības laikā nepietiekami oksidēti produkti (aktīvi veidojas glikolīzes laikā) samazina postsinaptiskās membrānas jutību pret ACh mediatoru. Tas noved pie katra EPP amplitūdas samazināšanās, un ar pārmērīgu samazinājumu AP rašanās kļūst neiespējama.

Muskuļu šķiedru nogurums. Muskuļu šķiedras uzbudināmības un kontraktilitātes pārkāpums galvenokārt ir saistīts ar tās enerģijas, tas ir, ATP resintēzes mehānismu, pārkāpumu. Šajā gadījumā par izšķirošo faktoru kļūst muskuļu darba intensitāte. Tā īpaši augstā aktivitāte ir saistīta ar kreatīna fosfokināzes ceļa deficītu vai nepietiekami oksidētu produktu uzkrāšanos glikolīzes laikā. Pēdējais, no vienas puses, samazina postsinaptiskās membrānas jutību, no otras puses, tas novirza sarkoplazmas pH uz skābo pusi, kas pats par sevi kavē glikolītisko enzīmu darbību. Tas viss izraisa strauju noguruma attīstību intensīva muskuļu darba laikā. Nogurums ilgstošas ​​zemas intensitātes darba laikā attīstās lēni, kas saistīts ar nervu sistēmas centrālo daļu regulējošo mehānismu pārkāpumiem.

Par cilvēka ķermeņa dominējošajiem audiem atzīti muskuļu audi, kuru īpatsvars cilvēka kopējā svarā vīriešiem ir līdz 45%, bet sievietēm līdz 30%. Muskulatūra ietver dažādus muskuļus. Ir vairāk nekā seši simti muskuļu veidu.

Muskuļu nozīme organismā

Muskuļiem ir ārkārtīgi svarīga loma jebkurā dzīvā organismā. Ar viņu palīdzību tiek iedarbināta muskuļu un skeleta sistēma. Pateicoties muskuļu darbam, cilvēks, tāpat kā citi dzīvie organismi, var ne tikai staigāt, stāvēt, skriet, veikt jebkādas kustības, bet arī elpot, košļāt un apstrādāt pārtiku, un pat vissvarīgākais orgāns - sirds - sastāv arī no muskuļu audi.

Kā darbojas muskuļi?

Muskuļu darbība notiek šādu īpašību dēļ:

  • Uzbudināmība ir aktivizācijas process, kas izpaužas kā reakcija uz stimulu (parasti ārēju faktoru). Īpašums izpaužas kā vielmaiņas izmaiņas muskuļos un tā membrānā.
  • Vadītspēja ir īpašība, kas nozīmē muskuļu audu spēju pārraidīt nervu impulsu, kas veidojas stimula iedarbības rezultātā no muskuļu orgāna uz muguras smadzenēm un smadzenēm, kā arī pretējā virzienā.
  • Kontraktilitāte ir muskuļu galīgā darbība, reaģējot uz stimulējošu faktoru, kas izpaužas kā muskuļu šķiedru saīsināšanās, tas ir, mainās arī to sasprindzinājuma pakāpe. Tajā pašā laikā kontrakcijas ātrums un maksimālais muskuļu sasprindzinājums var atšķirties dažādu stimulu ietekmes rezultātā.

Jāatzīmē, ka muskuļu darbs ir iespējams, pateicoties iepriekš aprakstīto īpašību maiņai, visbiežāk šādā secībā: uzbudināmība-vadītspēja-kontraktilitāte. Ja runājam par brīvprātīgu muskuļu darbu un impulss nāk no centrālās nervu sistēmas, tad algoritmam būs forma vadītspēja-uzbudināmība-kontraktilitāte.

Muskuļu struktūra

Jebkurš cilvēka muskulis sastāv no iegarenu šūnu kopuma, kas darbojas vienā virzienā, ko sauc par muskuļu saišķi. Saiņi savukārt satur līdz 20 cm garas muskuļu šūnas, ko sauc arī par šķiedrām. Svītroto muskuļu šūnu forma ir iegarena, bet gludo muskuļu šūnām ir fusiforma.

Muskuļu šķiedra ir iegarena šūna, ko ierobežo ārējā membrāna. Zem apvalka kontraktilā proteīna šķiedras atrodas paralēli viena otrai: aktīns (gaišs un plāns) un miozīns (tumšs, biezs). Šūnas perifērajā daļā (svītrotajos muskuļos) ir vairāki kodoli. Gludajiem muskuļiem ir tikai viens kodols, kas atrodas šūnas centrā.

Muskuļu klasifikācija pēc dažādiem kritērijiem

Dažādu īpašību klātbūtne, kas atšķiras no noteiktiem muskuļiem, ļauj tos nosacīti grupēt pēc vienojošas pazīmes. Mūsdienās anatomijai nav vienas klasifikācijas, pēc kuras varētu grupēt cilvēka muskuļus. Tomēr muskuļu tipus var klasificēt pēc dažādiem kritērijiem, proti:

  1. Pēc formas un garuma.
  2. Atbilstoši veiktajām funkcijām.
  3. Saistībā ar locītavām.
  4. Pēc atrašanās vietas ķermenī.
  5. Piederot noteiktām ķermeņa daļām.
  6. Saskaņā ar muskuļu saišķu atrašanās vietu.

Līdzās muskuļu veidiem atkarībā no struktūras fizioloģiskajām īpašībām izšķir trīs galvenās muskuļu grupas:

  1. Šķērssvītroti skeleta muskuļi.
  2. Gludie muskuļi, kas veido iekšējo orgānu un asinsvadu struktūru.
  3. Sirds šķiedras.

Viens un tas pats muskulis vienlaikus var piederēt vairākām iepriekš uzskaitītajām grupām un tipiem, jo ​​tajā vienlaikus var būt vairākas krusteniskās īpašības: forma, funkcija, saistība ar ķermeņa daļu utt.

Muskuļu saišķu forma un izmērs

Neskatoties uz visu muskuļu šķiedru relatīvi identisku struktūru, tās var būt dažāda izmēra un formas. Tādējādi muskuļu klasifikācija saskaņā ar šo kritēriju identificē:

  1. Īsie muskuļi pārvieto nelielas cilvēka muskuļu un skeleta sistēmas zonas un, kā likums, atrodas dziļajos muskuļu slāņos. Piemērs ir starpskriemeļu mugurkaula muskuļi.
  2. Gluži pretēji, garie ir lokalizēti tajās ķermeņa daļās, kas veic lielu kustību amplitūdu, piemēram, ekstremitātēs (rokas, kājas).
  3. Plaši aptver galveno ķermeni (uz vēdera, muguras, krūšu kaula). Viņiem var būt dažādi muskuļu šķiedru virzieni, tādējādi nodrošinot dažādas kontrakcijas kustības.

Cilvēka ķermenī ir sastopamas arī dažādas muskuļu formas: apaļas (sfinktera), taisnas, kvadrātveida, rombveida, fusiformas, trapecveida, deltveida, zobainas, vienas un dubultas virsmas un citas muskuļu šķiedru formas.

Muskuļu veidi atbilstoši veiktajām funkcijām

Cilvēka skeleta muskuļi var veikt dažādas funkcijas: locīšana, pagarināšana, pievienošana, nolaupīšana, rotācija. Pamatojoties uz šo funkciju, muskuļus var nosacīti grupēt šādi:

  1. Ekstensori.
  2. Fleksori.
  3. Vadošais.
  4. Nolaupītāji.
  5. Rotācijas.

Pirmās divas grupas vienmēr atrodas vienā un tajā pašā ķermeņa daļā, bet pretējos virzienos tā, ka pirmajām saraujoties, otrās atslābinās un otrādi. Flexor un extensor muskuļi kustina ekstremitātes un ir antagonistiski muskuļi. Piemēram, biceps brachii muskulis saliec roku, bet triceps brachii to pagarina. Ja muskuļu darba rezultātā kāda ķermeņa daļa vai orgāns veic kustību ķermeņa virzienā, šie muskuļi ir adduktori, ja pretējā virzienā - nolaupītāji. Rotatori nodrošina kakla, muguras lejasdaļas un galvas apļveida kustības, savukārt rotatori ir sadalīti divos apakštipos: pronatori, kas nodrošina kustību uz iekšu, un pēdas balsti, kas nodrošina kustību uz āru.

Saistībā ar locītavām

Muskuļi ir piestiprināti pie locītavām ar cīpslām, izraisot to kustību. Atkarībā no stiprinājuma veida un locītavu skaita, uz kurām muskuļi darbojas, tie var būt viena vai vairāku locītavu. Tātad, ja muskulis ir piestiprināts tikai vienai locītavai, tad tas ir vienas locītavas muskulis, ja tas ir piestiprināts pie diviem, tas ir divu locītavu muskulis, un, ja ir vairāk locītavu, tas ir vairāku locītavu muskulis. (pirkstu saliecēji/paplašinātāji).

Parasti vienas locītavas muskuļu saišķi ir garāki nekā vairāku locītavu muskuļu saišķi. Tie nodrošina pilnīgāku locītavas kustību diapazonu attiecībā pret tās asi, jo tie pavada savu kontraktilitāti tikai vienā locītavā, savukārt vairāku locītavu muskuļi sadala savu kontraktilitāti pa divām locītavām. Pēdējie muskuļu veidi ir īsāki un var nodrošināt daudz mazāku mobilitāti, vienlaikus kustinot locītavas, kurām tie ir piestiprināti. Vēl viena vairāku locītavu muskuļu īpašība tiek saukta par pasīvo nepietiekamību. To var novērot, kad ārēju faktoru ietekmē muskulis ir pilnībā izstiepts, pēc tam tas neturpina kustēties, bet, gluži pretēji, palēninās.

Muskuļu lokalizācija

Muskuļu kūlīši var atrasties zemādas slānī, veidojot virspusējas muskuļu grupas, vai dziļākos slāņos – tie ietver dziļās muskuļu šķiedras. Piemēram, kakla muskuļi sastāv no virspusējām un dziļām šķiedrām, no kurām dažas ir atbildīgas par kustībām. kakla mugurkauls, savukārt citi atvelk kakla ādu, blakus esošo krūškurvja ādas zonu, kā arī piedalās galvas pagriešanā un noliekšanā. Atkarībā no atrašanās vietas attiecībā pret konkrēto orgānu var būt iekšējie un ārējie muskuļi (kakla, vēdera ārējie un iekšējie muskuļi).

Muskuļu veidi pēc ķermeņa daļām

Attiecībā uz ķermeņa daļām muskuļus iedala šādos veidos:

  1. Galvas muskuļi ir sadalīti divās grupās: košļājamie muskuļi, kas atbild par ēdiena mehānisku malšanu, un sejas muskuļi - muskuļu veidi, pateicoties kuriem cilvēks pauž savas emocijas un noskaņojumu.
  2. Ķermeņa muskuļi ir sadalīti anatomiskās daļās: dzemdes kakla, krūškurvja (lielais krūšu kauls, trapecveida, sternoklavikulārais), muguras (rombveida, mugurkaula latissimus, teres major), vēdera (iekšējā un ārējā vēdera, ieskaitot abs un diafragmu).
  3. Augšējo un apakšējo ekstremitāšu muskuļi: brachialis (deltveida, tricepss, brachialis), elkoņa saliecēji un ekstensori, gastrocnemius (zole), stilba kauls, pēdas muskuļi.

Muskuļu veidi atbilstoši muskuļu saišķu atrašanās vietai

Dažādu sugu muskuļu anatomija var atšķirties atkarībā no muskuļu saišķu atrašanās vietas. Šajā sakarā muskuļu šķiedras, piemēram:

  1. Spalvainie atgādina putna spalvu struktūru, muskuļu kūlīši ir piestiprināti pie cīpslām tikai vienā pusē, bet no otras - atšķiras. Muskuļu saišķu izkārtojuma spalvainā forma raksturīga t.s spēcīgi muskuļi. To piestiprināšanas vieta periostam ir diezgan plaša. Parasti tie ir īsi un var attīstīt lielu spēku un izturību, savukārt muskuļu tonuss īpaši neatšķirsies.
  2. Muskuļus ar paralēliem fascikuliem sauc arī par izveicīgiem. Salīdzinot ar spalvainajiem, tie ir garāki un mazāk izturīgi, taču var veikt smalkāku darbu. Saraujoties, spriedze tajās ievērojami palielinās, kas ievērojami samazina to izturību.

Muskuļu grupas pēc struktūras pazīmēm

Muskuļu šķiedru kopas veido veselus audus, strukturālās iezīmes kas nosaka to nosacītu iedalījumu trīs grupās:


Skeleta muskuļi - muskuļu un skeleta sistēmas aktīvā daļa, kas ietver arī kaulus, saites, cīpslas un to locītavas. No funkcionālā viedokļa motoros neironus, kas izraisa muskuļu šķiedru ierosmi, var klasificēt arī kā motoru sistēmu. Motorā neirona aksons atzarojas pie ieejas skeleta muskuļos, un katrs zars piedalās neiromuskulārās sinapses veidošanā uz atsevišķas muskuļu šķiedras.

Motoru neironu kopā ar muskuļu šķiedrām, ko tas inervē, sauc par neiromotoru (vai motoru) vienību (MU). Acu muskuļos vienā motora vienībā ir 13-20 muskuļu šķiedras, stumbra muskuļos - 1 tonna šķiedru, pēdas muskuļos - 1500-2500 šķiedras. Vienas motora vienības muskuļu šķiedrām ir vienādas morfofunkcionālās īpašības.

Skeleta muskuļu funkcijas ir: 1) ķermeņa kustība telpā; 2) ķermeņa daļu pārvietošana viena pret otru, tai skaitā elpošanas kustību veikšana, kas nodrošina plaušu ventilāciju; 3) ķermeņa stāvokļa un stājas saglabāšana. Turklāt šķērssvītrotie muskuļi ir svarīgi siltuma ražošanā, kas uztur temperatūras homeostāzi, un noteiktu uzturvielu uzglabāšanā.

Skeleta muskuļu fizioloģiskās īpašības izcelt:

1)uzbudināmība. Svītroto muskuļu šķiedru membrānu augstās polarizācijas dēļ (90 mV) to uzbudināmība ir zemāka nekā nervu šķiedrām. To darbības potenciāla amplitūda (130 mV) ir lielāka nekā citām uzbudināmām šūnām. Tas ļauj praksē diezgan viegli reģistrēt skeleta muskuļu bioelektrisko aktivitāti. Darbības potenciāla ilgums ir 3-5 ms. Tas nosaka īsu muskuļu šķiedru absolūtās ugunsizturības periodu;

          vadītspēja. Uzbudinājuma ātrums gar muskuļu šķiedru membrānu ir 3-5 m/s;

          kontraktilitāte. Apzīmē muskuļu šķiedru īpašo īpašību mainīt to garumu un sasprindzinājumu, attīstoties uzbudinājumam.

Skeleta muskuļiem ir arī elastība un viskozitāte.

Režīmi un muskuļu kontrakciju veidi. Izotoniskais režīms - muskulis saīsinās, ja nepalielinās tā spriedze. Šāda kontrakcija iespējama tikai izolētam (no ķermeņa izņemtam) muskulim.

Izometriskais režīms - muskuļu sasprindzinājums palielinās, bet garums praktiski nesamazinās. Šis samazinājums tiek novērots, mēģinot pacelt milzīgu slodzi.

Auksotoniskais režīms muskulis saīsinās un palielinās tā sasprindzinājums. Šo samazinājumu visbiežāk novēro, īstenojot darba aktivitāte persona. Termina "auksotoniskais režīms" vietā bieži tiek lietots nosaukums koncentrisks režīms.

Ir divu veidu muskuļu kontrakcijas: vienreizējas un tetāniskas.

Viena muskuļa kontrakcija izpaužas kā viena muskuļu šķiedru ierosmes viļņa attīstības rezultāts. To var panākt, pieliekot muskulim ļoti īsu (apmēram 1 ms) stimulu. Viena muskuļa kontrakcijas attīstība ir sadalīta latentā periodā, saīsināšanas fāzē un relaksācijas fāzē. Muskuļu kontrakcija sāk parādīties 10 ms no stimula sākuma. Šo laika intervālu sauc par latento periodu (5.1. att.). Tam sekos saīsināšanas (ilgums aptuveni 50 ms) un relaksācijas (50-60 ms) attīstība. Tiek uzskatīts, ka vidēji 0,1 s tiek iztērēts visam vienas muskuļu kontrakcijas ciklam. Bet jāpatur prātā, ka vienas kontrakcijas ilgums dažādos muskuļos var ievērojami atšķirties. Tas ir atkarīgs arī no muskuļa funkcionālā stāvokļa. Kontrakcijas un īpaši relaksācijas ātrums palēninās, jo attīstās muskuļu nogurums. Ātrie muskuļi, kuriem ir īss vienas kontrakcijas periods, ietver mēles muskuļus un muskuļus, kas aizver plakstiņu.

Rīsi. 5.1. 2 - Laika attiecības starp dažādām skeleta muskuļu šķiedru ierosmes izpausmēm: a - darbības potenciāla attiecība, Ca 2+ izdalīšanās sarkoplazmā un kontrakcija: / - latentais periods;

Viena stimula ietekmē vispirms rodas darbības potenciāls un tikai pēc tam sāk veidoties saīsināšanas periods. Tas turpinās pēc repolarizācijas beigām. Sarkolemmas sākotnējās polarizācijas atjaunošana liecina arī par uzbudināmības atjaunošanos. Līdz ar to uz muskuļu šķiedru kontrakciju attīstības fona var izraisīt jaunus ierosmes viļņus, kuru kontraktilā iedarbība būs kumulatīva.

Tetāniskā kontrakcija vai stingumkrampji To sauc par muskuļu kontrakciju, kas parādās daudzu ierosmes viļņu rašanās rezultātā motora vienībās, kuru kontrakcijas efekts ir apkopots amplitūdā un laikā.

Ir zobaini un gludi stingumkrampji. Lai iegūtu zobaino stingumkrampju, ir nepieciešams stimulēt muskuli ar tādu biežumu, lai katrs nākamais trieciens tiktu pielietots pēc saīsināšanas fāzes, bet pirms relaksācijas beigām. Gluda stingumkrampji rodas ar biežāku stimulāciju, kad muskuļu saīsināšanas laikā tiek pielietoti sekojoši triecieni. Piemēram, ja muskuļa saīsināšanas fāze ir 50 ms, bet relaksācijas fāze ir 60 ms, tad, lai iegūtu zobaino stingumkrampju, ir nepieciešams kairināt šo muskuļu ar frekvenci 9-19 Hz, lai iegūtu gludu stingumkrampju - ar frekvence vismaz 20 Hz.

Neskatoties uz

Amplitūda saīsinājumi

atvieglinātas

Pessimum

pastāvīgam kairinājumam, muskuļu

30 Hz

1 Hz 7 Hz

200 Hz

50 Hz

Kairinājuma biežums

Rīsi. 5.2.

Kontrakcijas amplitūdas atkarība no stimulācijas biežuma (stimulu stiprums un ilgums nemainās)

Lai demonstrētu dažādus stingumkrampju veidus, parasti izmanto izolētās vardes gastrocnemius muskuļa kontrakciju ierakstīšanu kimogrāfā. Šādas kimogrammas piemērs ir parādīts attēlā. 5.2. Viena kontrakcijas amplitūda ir minimāla, palielinās ar zobainu stingumkrampju un kļūst maksimāla ar gludu stingumkrampju. Viens no šī amplitūdas pieauguma iemesliem ir tas, ka, kad rodas bieži ierosmes viļņi, muskuļu šķiedru sarkoplazmā uzkrājas Ca 2+, stimulējot kontraktilo proteīnu mijiedarbību. Pakāpeniski palielinoties stimulācijas biežumam, muskuļu kontrakcijas spēks un amplitūda palielinās tikai līdz noteiktai robežai - optimāla reakcija. Stimulācijas biežumu, kas izraisa vislielāko muskuļu reakciju, sauc par optimālo. Turpmāku stimulācijas biežuma palielināšanos pavada kontrakcijas amplitūdas un spēka samazināšanās. Šo fenomenu sauc un kairinājuma biežums, kas pārsniedz optimālo vērtību, ir pessimāls. Optimuma un pesima parādības atklāja N.E. Vvedenskis.

Novērtējot muskuļu funkcionālo aktivitāti, viņi runā par to tonusu un fāzu kontrakcijām. Muskuļu tonuss ko sauc par ilgstošas ​​nepārtrauktas spriedzes stāvokli. Šajā gadījumā var nebūt redzama muskuļa saīsinājuma, jo ierosme nenotiek visās, bet tikai atsevišķās muskuļa motoriskajās vienībās un tās netiek ierosinātas sinhroni. Fāzu muskuļu kontrakcija sauc par īslaicīgu muskuļa saīsināšanu, kam seko tā atslābināšana.

Strukturāli-funkcionāls muskuļu šķiedras īpašības. Skeleta muskuļu strukturālā un funkcionālā vienība ir muskuļu šķiedra, kas ir iegarena (0,5-40 cm gara) daudzkodolu šūna. Muskuļu šķiedru biezums ir 10-100 mikroni. To diametrs var palielināties pie intensīvām treniņu slodzēm, bet muskuļu šķiedru skaits var pieaugt tikai līdz 3-4 mēnešu vecumam.

Muskuļu šķiedru membrānu sauc sarkolemma, citoplazma - sarkoplazma. Sarkoplazmā atrodas kodoli, daudzas organellas, sarkoplazmas tīklojums, kurā ietilpst garenvirziena kanāliņi un to sabiezējumi - cisternas, kas satur Ca 2+ rezerves.

Sarkoplazmā gar muskuļu šķiedru stiepjas aptuveni 2000 miofibrilu (apmēram 1 µm biezas), kas ietver pavedienus, kas veidojas, savstarpēji savijoties kontraktilām proteīna molekulām: aktīnam un miozīnam. Aktīna molekulas veido plānus pavedienus (miofilamentus), kas atrodas paralēli viens otram un iekļūst membrānā, ko sauc par Z līniju vai svītru. Z-līnijas atrodas perpendikulāri miofibrila garajai asij un sadala miofibrilu 2-3 µm garās daļās. Šīs zonas sauc sarkomēri.

Sarkolemmas cisterna

Šķērsvirziena caurule

Sarcomere

Caurule s-p. ret^|

Jj3H ssss s_ z zzzz tccc ;

; zzzz sssss

z zzzz ssss s

j3333 CCSS£

J3333 ar ar ar ar ar ar_

J3333 ss s s_

Sarkomērs ir saīsināts

3 3333 ssss s

Sarkomērs ir atslābināts

Rīsi. 5.3.

Sarkomērs ir miofibrila saraušanās vienība. Sarkomēra centrā stingri sakārtoti atrodas miozīna molekulu veidoti pavedieni, un sarkomēra malās līdzīgi atrodas plāni aktīna pavedieni. Aktīna pavedienu gali stiepjas starp miozīna pavedienu galiem.

Sarkomēra centrālā daļa (platums 1,6 µm), kurā atrodas miozīna pavedieni, mikroskopā šķiet tumša. Šo tumšo zonu var izsekot visā muskuļu šķiedras garumā, jo blakus esošo miofibrilu sarkomēri atrodas stingri simetriski viens virs otra. Sarkomēru tumšos apgabalus sauc par A-diskiem no vārda “anizotrops”. Apgabali A-diska malās, kur pārklājas aktīna un miozīna pavedieni, šķiet tumšāki nekā centrā, kur atrodas tikai miozīna pavedieni. Šo centrālo zonu sauc par H joslu.

Miofibrilu zonām, kurās atrodas tikai aktīna pavedieni, nav divkāršas laušanas, tās ir izotropas. Līdz ar to viņu nosaukums - I-diski. I-diska centrā ir šaura tumša līnija, ko veido Z veida membrāna. Šī membrāna uztur divu blakus esošo sarkomēru aktīna pavedienus sakārtotā stāvoklī.

Papildus aktīna molekulām aktīna pavedienā ir arī proteīni tropomiozīns un troponīns, kas ietekmē aktīna un miozīna pavedienu mijiedarbību. Miozīna molekulai ir sadaļas, ko sauc par galvu, kaklu un asti. Katrai šādai molekulai ir viena aste un divas galvas ar kakliem. Katrai galvai ir ķīmiskais centrs, kas var saistīt ATP, un vieta, kas ļauj tai saistīties ar aktīna pavedienu.

Miozīna pavediena veidošanās laikā miozīna molekulas savijas ar savām garajām astēm, kas atrodas šī pavediena centrā, un galviņas atrodas tuvāk tā galiem (5.4. att.). Kakls un galva veido izvirzījumu, kas izvirzīts no miozīna pavedieniem. Šīs izvirzījumus sauc par šķērstiltiem. Tie ir mobili, un, pateicoties šādiem tiltiem, miozīna pavedieni var izveidot savienojumus ar aktīna pavedieniem.

Kad ATP pievienojas miozīna molekulas galvai, tilts uz īsu brīdi tiek novietots neasā leņķī attiecībā pret asti. Nākamajā brīdī notiek daļēja ATP šķelšanās, un tā rezultātā galva paceļas un pāriet sprieguma stāvoklī, kurā tā var saistīties ar aktīna pavedienu.

Aktīna molekulas veido dubulto spirāli Trolonīnu

ATF komunikāciju centrs

Plāna pavediena daļa (tropomiozīna molekulas atrodas gar aktīna ķēdēm, trolonīns spirāles mezglos)

Kakls

Aste

Tropomyoein ti

Miozīna molekula lielā palielinājumā

Bieza pavediena daļa (ir redzamas miozīna molekulu galvas)

Aktīna pavediens

Galva

+Ca 2+

Ca 2+ "*Sa 2+

ADF-F

Ca 2+ N

Relaksācija

Miozīna galvas kustību cikls muskuļu kontrakcijas laikā

miozīns 0 + ATP

Rīsi. 5.4.

Aktīna un miozīna pavedienu struktūra, miozīna galviņu kustība muskuļu kontrakcijas un relaksācijas laikā. Paskaidrojums tekstā: 1-4 - cikla posmi Muskuļu šķiedru kontrakcijas mehānisms.

Skeleta muskuļu šķiedru ierosmi fizioloģiskos apstākļos izraisa tikai impulsi, kas nāk no motoriem neironiem. Nervu impulss aktivizē neiromuskulāro sinapsi, izraisa PC.P rašanos, un gala plāksnes potenciāls nodrošina darbības potenciāla ģenerēšanu sarkolemmā.

Darbības potenciāls izplatās gan pa muskuļu šķiedras virsmas membrānu, gan dziļāk pa šķērskanāliņiem. Šajā gadījumā sarkoplazmatiskā retikuluma cisternas tiek depolarizētas un atveras Ca 2+ kanāli. Tā kā sarkoplazmā Ca 2+ koncentrācija ir 1(G 7 -1(G b M, un tvertnēs tā ir aptuveni 10 000 reižu lielāka), tad atveroties Ca 2+ kanāliem, kalcijs pa koncentrācijas gradientu atstāj tvertnēs nonāk sarkoplazmā un izkliedējas uz miofilamentiem un iedarbina procesus, kas nodrošina kontrakciju Tādējādi Ca 2+ jonu izdalīšanās. sarkoplazmā ir faktors, kas savieno elektrisko debesis un mehāniskās parādības muskuļu šķiedrās. Ca 2+ joni saistās ar troponīnu un tas, piedaloties tropomio- zina, noved pie aktino vietu atvēršanas (atbloķēšanas). gaudot pavedieni, kas var saistīties ar miozīnu. Pēc tam enerģētiskās miozīna galviņas veido tiltus ar aktīnu, un notiek galīgais ATP sadalījums, kas iepriekš tika uztverts un turēts miozīna galviņās. Enerģija, kas iegūta no ATP sadalīšanās, tiek izmantota, lai pagrieztu miozīna galvas virzienā uz sarkomēra centru. Ar šo rotāciju miozīna galviņas velk līdzi aktīna pavedienus, pārvietojot tos starp miozīna pavedieniem. Vienā gājienā galva var virzīt aktīna pavedienu uz priekšu par -1% no sarkomēra garuma. Lai panāktu maksimālu kontrakciju, ir nepieciešamas atkārtotas galvas airēšanas kustības. Tas notiek, ja ir pietiekama ATP koncentrācija un 2+ sarkoplazmā. Lai miozīna galva atkal kustētos, tai jāpievieno jauna ATP molekula. ATP pievienošana izraisa savienojuma pārtraukumu starp miozīna galvu un aktīnu, un tas uz brīdi ieņem sākotnējo stāvokli, no kura tas var pāriet uz mijiedarbību ar jaunu aktīna pavediena daļu un veikt jaunu airēšanas kustību.

Šo muskuļu kontrakcijas mehānisma teoriju sauca "slīdošo pavedienu" teorija

Muskuļu šķiedras atslābināšanai nepieciešams, lai Ca 2+ jonu koncentrācija sarkoplazmā kļūtu mazāka par 10 -7 M/l. Tas notiek kalcija sūkņa darbības dēļ, kas virza Ca 2+ no sarkoplazmas uz tīklu. Turklāt muskuļu atslābināšanai ir jāpārtrauc tilti starp miozīna galvām un aktīnu. Šis plīsums rodas, kad ATP molekulas atrodas sarkoplazmā un saistās ar miozīna galviņām. Pēc galviņu atdalīšanas elastīgie spēki izstiepj sarkomēru un pārvieto aktīna pavedienus to sākotnējā stāvoklī. Elastīgie spēki veidojas, pateicoties: 1) sarkomēra struktūrā iekļauto spirālveida šūnu proteīnu elastīgajai vilkšanai; 2) sarkoplazmas retikuluma un sarkolemmas membrānu elastīgās īpašības; 3) muskuļu, cīpslu saistaudu elastība un gravitācijas ietekme.

Muskuļu spēks. Muskuļa spēku nosaka maksimālā slodzes vērtība, ko tas var pacelt, vai maksimālais spēks (spriedze), ko tas var attīstīt izometriskas kontrakcijas apstākļos.

Viena muskuļu šķiedra spēj attīstīt 100-200 mg spriegumu. Ķermenī ir aptuveni 15-30 miljoni šķiedru. Ja tie darbotos paralēli vienā virzienā un vienlaicīgi, tie varētu radīt 20-30 tonnu lielu spriegumu.

Muskuļu spēks ir atkarīgs no vairākiem morfofunkcionāliem, fizioloģiskiem un fiziskiem faktoriem.

    Muskuļu spēks palielinās, palielinoties ģeometriskajam un fizioloģiskajam šķērsgriezuma laukumam. Lai noteiktu muskuļa fizioloģisko šķērsgriezumu, atrodiet visu muskuļu šķiedru šķērsgriezumu summu pa līniju, kas novilkta perpendikulāri katras muskuļu šķiedras gaitai.

Muskuļos ar paralēlām šķiedrām (sartorius) ģeometriskais un fizioloģiskais šķērsgriezums ir vienāds. Muskuļos ar slīpām šķiedrām (starpribu) fizioloģiskais šķērsgriezums ir lielāks nekā ģeometriskais, un tas palīdz palielināt muskuļu spēku. Muskuļu fizioloģiskais šķērsgriezums un spēks ar muskuļu šķiedru pennate (lielākā daļa ķermeņa muskuļu) izkārtojumu palielinās vēl vairāk.

Lai varētu salīdzināt muskuļu šķiedru spēku muskuļos ar dažādu histoloģisko struktūru, tika ieviests absolūtā muskuļu spēka jēdziens.

Absolūts muskuļu spēks- maksimālais muskuļa attīstītais spēks, kas aprēķināts uz 1 cm 2 fizioloģiskā šķērsgriezuma. Bicepsa absolūtais spēks - 11,9 kg/cm2, brahija tricepss - 16,8 kg/cm2, gastrocnemius 5,9 kg/cm2, gludās muskulatūras - 1 kg/cm2

    Muskuļa spēks ir atkarīgs no dažāda veida motorisko vienību procentuālā daudzuma, kas veido šo muskuļu. Dažādu veidu motoru vienību attiecība vienā un tajā pašā muskulī cilvēkiem ir atšķirīga.

Izšķir šādus motorisko vienību veidus: a) lēni, nenogurdināmi (ar sarkanu krāsu) - tiem ir zema izturība, bet tie var ilgstoši atrasties tonizējošas kontrakcijas stāvoklī bez noguruma pazīmēm; b) ātri, viegli nogurst (baltā krāsā) - to šķiedrām ir liels kontrakcijas spēks; c) ātri, izturīgi pret nogurumu - ir salīdzinoši liels kontrakcijas spēks un nogurums tajās attīstās lēni.

Dažādiem cilvēkiem lēno un ātro motoru vienību skaita attiecība vienā muskulī ir noteikta ģenētiski un var ievērojami atšķirties. Tādējādi cilvēka četrgalvu muskuļos vara šķiedru relatīvais saturs var svārstīties no 40 līdz 98%. Jo lielāks ir lēno šķiedru procentuālais daudzums cilvēka muskuļos, jo vairāk tie ir pielāgoti ilgstošam, bet mazjaudas darbam. Cilvēki ar lielu ātro un spēcīgu motoru vienību saturu spēj attīstīt lielāku spēku, bet ir ātri pakļauti nogurumam. Tomēr jāpatur prātā, ka nogurums ir atkarīgs no daudziem citiem faktoriem.

    Muskuļa spēks palielinās ar mērenu stiepšanos. Tas ir saistīts ar faktu, ka ar mērenu sarkomēra stiepšanu (līdz 2,2 μm) palielinās tiltu skaits, kas var veidoties starp aktīnu un miozīnu. Kad muskulis ir izstiepts, tajā veidojas arī elastīga vilkšana, kuras mērķis ir saīsināšana. Šī vilce tiek pievienota spēkam, ko attīsta miozīna galviņu kustība.

    Muskuļu spēku regulē nervu sistēma, mainot uz muskuļiem nosūtīto impulsu biežumu, sinhronizējot ierosmi liels skaits motora agregāti, motora bloku veidu izvēle. Kontrakciju stiprums palielinās: a) palielinoties reakcijā iesaistīto ierosināto motorisko vienību skaitam; b) palielinoties ierosmes viļņu biežumam katrā no aktivizētajām šķiedrām; c) sinhronizējot ierosmes viļņus muskuļu šķiedrās; d) pēc spēcīgu (balto) motora bloku aktivizēšanas.

Vispirms (ja nepieciešams attīstīt nelielu piepūli) tiek aktivizēti lēni, nenogurdināmi motora bloki, tad ātri, izturīgi pret nogurumu. Un, ja ir nepieciešams attīstīt spēku, kas ir lielāks par 20-25% no maksimālā, tad kontrakcijā tiek iesaistītas ātras, viegli nogurdināmas motora vienības.

Pie sprieguma līdz 75% no maksimālā iespējamā tiek aktivizētas gandrīz visas motora vienības un notiek turpmāks spēka pieaugums, jo palielinās impulsu biežums, kas nonāk pie muskuļu šķiedrām.

Pie vājām kontrakcijām impulsu biežums motoro neironu aksonos ir 5-10 impulsi/s, un ar spēcīgu kontrakcijas spēku var sasniegt pat 50 impulsus/s.

IN bērnība spēka pieaugums notiek galvenokārt muskuļu šķiedru biezuma palielināšanās dēļ, un tas ir saistīts ar miofibrilu skaita palielināšanos. Šķiedru skaita pieaugums ir nenozīmīgs.

Trenējot pieaugušo muskuļus, to spēka palielināšanās ir saistīta ar miofibrilu skaita palielināšanos, savukārt izturības pieaugums ir saistīts ar mitohondriju skaita un ATP sintēzes intensitātes palielināšanos aerobo procesu ietekmē.

Pastāv saistība starp spēku un saīsināšanas ātrumu. Jo lielāks ir muskuļa garums, jo lielāks ir muskuļu kontrakcijas ātrums (sakarā ar sarkomēru saraušanās efektu summēšanu) un ir atkarīgs no muskuļa slodzes. Palielinoties slodzei, kontrakcijas ātrums samazinās. Smagu kravu var pacelt tikai lēnām kustoties. Maksimālais kontrakcijas ātrums, kas tiek sasniegts cilvēka muskuļu kontrakcijas laikā, ir aptuveni 8 m/s.

Muskuļu kontrakcijas spēks samazinās, kad attīstās nogurums.

Nogurums un tā fizioloģiskais pamats.Nogurums sauc par īslaicīgu veiktspējas samazināšanos, ko izraisījis iepriekšējais darbs un pazūd pēc atpūtas perioda.

Nogurums izpaužas ar muskuļu spēka, kustību ātruma un precizitātes samazināšanos, sirds un elpošanas sistēmas un veģetatīvās regulācijas veiktspējas izmaiņām un centrālās nervu sistēmas funkciju pasliktināšanos. Par pēdējo liecina vienkāršu garīgo reakciju ātruma samazināšanās, uzmanības, atmiņas pavājināšanās, domāšanas rādītāju pasliktināšanās un kļūdainu darbību skaita pieaugums.

Subjektīvi nogurums var izpausties ar noguruma sajūtu, muskuļu sāpēm, sirdsklauves, elpas trūkuma simptomiem, vēlmi samazināt slodzi vai pārstāt strādāt. Noguruma simptomi var atšķirties atkarībā no darba veida, darba intensitātes un noguruma pakāpes. Ja nogurumu izraisa garīgais darbs, tad parasti funkcionalitātes samazināšanās simptomi ir izteiktāki garīgā darbība. Ar ļoti smagu muskuļu darbu priekšplānā var izcelties neiromuskulārās sistēmas līmeņa traucējumu simptomi.

Nogurumam, kas veidojas normālas darba aktivitātes apstākļos gan muskuļu, gan garīga darba laikā, ir lielā mērā līdzīgi attīstības mehānismi. Abos gadījumos noguruma procesi vispirms attīstās nervos centriem Viens no indikatoriem tam ir intelekta samazināšanās valsts sniegums ar fizisku nogurumu, un ar garīgu nogurumu - efektivitātes samazināšanās mēs dzemdes kakla aktivitātes.

Atpūta sauc par atpūtas stāvokli vai jaunas aktivitātes veikšanu, kurā tiek novērsts nogurums un atjaunota veiktspēja. VIŅI. Sečenovs parādīja, ka veiktspējas atjaunošana notiek ātrāk, ja, atpūšoties pēc vienas muskuļu grupas (piemēram, kreisās rokas) noguruma, darbu veic cita muskuļu grupa ( labā roka). Viņš šo fenomenu nosauca par "aktīvo atpūtu"

Atveseļošanās ir procesi, kas nodrošina enerģijas un plastmasas vielu deficīta novēršanu, darba laikā izlietoto vai bojāto konstrukciju atražošanu, lieko metabolītu un homeostāzes rādītāju novirzes no optimālā līmeņa likvidēšanu.

Ķermeņa atjaunošanai nepieciešamā perioda ilgums ir atkarīgs no darba intensitātes un ilguma. Jo lielāka ir darba intensitāte, jo īsāks ir nepieciešams atpūtas periods.

Dažādi fizioloģisko un bioķīmisko procesu rādītāji tiek atjaunoti pēc dažādiem laikiem no fiziskās aktivitātes beigām. Viens svarīgs atveseļošanās ātruma tests ir noteikt laiku, kas nepieciešams, lai jūsu sirdsdarbība atgrieztos miera līmenī. Sirdsdarbības ātruma atjaunošanas laiks pēc mērena slodzes testa veselam cilvēkam nedrīkst pārsniegt 5 minūtes.

Ar ļoti intensīvu fiziskā aktivitāte noguruma parādības attīstās ne tikai centrālajā nervu sistēmā, bet arī neiromuskulārajās sinapsēs, kā arī muskuļos. Neiromuskulārā preparāta sistēmā vismazākais nogurums ir nervu šķiedrām, vislielākais nogurums ir neiromuskulārajai sinapsei, un muskuļi ieņem starpstāvokli. Nervu šķiedras var vadīt augstas frekvences darbības potenciālu stundām ilgi bez noguruma pazīmēm. Bieži aktivizējoties sinapsei, vispirms samazinās ierosmes pārraides efektivitāte, un pēc tam notiek tās vadīšanas bloķēšana. Tas notiek sakarā ar raidītāja un ATP piegādes samazināšanos presinaptiskajā terminālī un postsinaptiskās membrānas jutības samazināšanos pret acetilholīnu.

Ir ierosinātas vairākas teorijas par noguruma attīstības mehānismu ļoti intensīvi strādājošā muskulī: a) "izsīkuma" teorija - ATP rezervju patēriņš un tā veidošanās avoti (kreatīna fosfāts, glikogēns, taukskābes) , b) “nosmakšanas” teorija - skābekļa piegādes trūkums vispirms nonāk darba muskuļa šķiedrās; c) "aizsērējuma" teorija, kas izskaidro nogurumu ar pienskābes un toksisku vielmaiņas produktu uzkrāšanos muskuļos. Pašlaik tiek uzskatīts, ka visas šīs parādības rodas ļoti intensīva muskuļu darba laikā.

Konstatēts, ka maksimālais fiziskais darbs pirms noguruma rašanās tiek veikts pie vidējās grūtības pakāpes un darba tempa (vidējo slodžu noteikums). Noguruma profilaksē ir svarīgi arī: pareiza darba un atpūtas periodu attiecība, garīgā un fiziskā darba maiņa, ņemot vērā diennakts, gada un individuālo bioloģisko. ritmi.

Muskuļu spēks ir vienāds ar muskuļu spēka un saīsināšanas ātruma reizinājumu. Maksimālā jauda attīstās ar vidējo muskuļu saīsināšanas ātrumu. Rokas muskuļiem maksimālā jauda (200 W) tiek sasniegta pie kontrakcijas ātruma 2,5 m/s.

5.2. Gluds muskulis

Gludo muskuļu fizioloģiskās īpašības un īpašības.

Gludie muskuļi ir dažu iekšējo orgānu neatņemama sastāvdaļa un ir iesaistīti šo orgānu veikto funkciju nodrošināšanā. Jo īpaši tie regulē bronhu caurlaidību gaisam, asins plūsmu dažādos orgānos un audos, šķidrumu un šķiedru kustību (kuņģī, zarnās, urīnvados, urīnceļos un žultspūšļos), izspiež augli no dzemdes, paplašina. vai savilkt acu zīlītes (savelkot varavīksnenes radiālos vai riņķveida muskuļus), mainīt matu un ādas reljefa stāvokli. Gludās muskuļu šūnas ir vārpstveida, 50-400 µm garas, 2-10 µm biezas.

Gludajiem muskuļiem, tāpat kā skeleta muskuļiem, ir uzbudināmība, vadītspēja un kontraktilitāte. Atšķirībā no skeleta muskuļiem, kuriem ir elastība, gludie muskuļi ir plastiski (spēj saglabāt tiem piešķirto garumu, ilgstoši stiepjoties, nepalielinot sasprindzinājumu). Šis īpašums ir svarīgs, lai veiktu pārtikas nogulsnēšanos kuņģī vai šķidrumu nogulsnēšanos žultspūslī un urīnpūslī.

Īpatnības uzbudināmība gludās muskulatūras šķiedras zināmā mērā ir saistītas ar to zemo transmembrānu potenciālu (E 0 = 30-70 mV). Daudzas no šīm šķiedrām ir automātiskas. To darbības potenciāla ilgums var sasniegt desmitiem milisekundes. Tas notiek tāpēc, ka darbības potenciāls šajās šķiedrās attīstās galvenokārt kalcija iekļūšanas dēļ sarkoplazmā no starpšūnu šķidruma caur tā sauktajiem lēnajiem Ca 2+ kanāliem.

Ātrums veicot iniciāciju gludās muskulatūras šūnās mazās - 2-10 cm/s. Atšķirībā no skeleta muskuļiem, gludās muskulatūras uzbudinājums var tikt pārnests no vienas šķiedras uz otru tuvumā. Šī transmisija notiek, pateicoties saiknēm starp gludās muskulatūras šķiedrām, kurām ir zema pretestība pret elektrisko strāvu un kas nodrošina apmaiņu starp Ca 2+ šūnām un citām molekulām. Tā rezultātā gludajiem muskuļiem ir funkcionālā sincitija īpašības.

Līgumspēja gludās muskulatūras šķiedras izceļas ar ilgu latento periodu (0,25-1,00 s) un ilgu vienas kontrakcijas ilgumu (līdz 1 minūtei). Gludajiem muskuļiem ir zems saraušanās spēks, bet tie spēj ilgstoši uzturēties tonizējošā kontrakcijā, neizraisot nogurumu. Tas ir saistīts ar faktu, ka gludie muskuļi tērē 100-500 reižu mazāk enerģijas, lai uzturētu stinguma kontrakciju nekā skeleta muskuļi. Tāpēc gludās muskulatūras patērētajām ATP rezervēm ir laiks atjaunoties pat kontrakcijas laikā, un dažu ķermeņa struktūru gludie muskuļi visu mūžu atrodas tonizējošā kontrakcijas stāvoklī.

Nosacījumi gludo muskuļu kontrakcijai. Vissvarīgākā gludo muskuļu šķiedru iezīme ir tā, ka tās tiek satraukti daudzu stimulu ietekmē. Normālu skeleta muskuļu kontrakciju ierosina tikai nervu impulss, kas nonāk neiromuskulārajā savienojumā. Gludo muskuļu kontrakciju var izraisīt gan nervu impulsi, gan bioloģiski aktīvās vielas (hormoni, daudzi neirotransmiteri, prostaglandīni, daži metabolīti), kā arī fizisko faktoru, piemēram, stiepšanās, ietekme. Turklāt gludo muskuļu uzbudinājums var notikt spontāni - automatizācijas dēļ.

Gludo muskuļu ļoti augstā reaktivitāte un spēja reaģēt ar kontrakciju uz dažādu faktoru iedarbību rada ievērojamas grūtības šo muskuļu tonusa traucējumu koriģēšanā medicīnas praksē. To var redzēt bronhiālās astmas, arteriālās hipertensijas, spastiskā kolīta un citu slimību ārstēšanas piemēros, kurām nepieciešama gludo muskuļu kontraktilās aktivitātes korekcija.

Gludo muskuļu kontrakcijas molekulārajam mehānismam ir arī vairākas atšķirības no skeleta muskuļu kontrakcijas mehānisma. Aktīna un miozīna pavedieni gludās muskulatūras šķiedrās atrodas mazāk sakārtoti nekā skeleta šķiedrās, un tāpēc gludajiem muskuļiem nav šķērsvirzienu. Gludo muskuļu aktīna pavedieni nesatur proteīnu troponīnu, un aktīna molekulārie centri vienmēr ir atvērti mijiedarbībai ar miozīna galviņām. Lai šī mijiedarbība notiktu, ATP molekulas ir jāsadala un fosfāts jāpārnes uz miozīna galviņām. Tad miozīna molekulas tiek ieaustas pavedienos un ar galvām saistās ar miozīnu. Tam seko miozīna galviņu rotācija, kuras laikā aktīna pavedieni tiek ievilkti starp miozīna pavedieniem un notiek kontrakcija.

Miozīna galviņu fosforilēšana tiek veikta, izmantojot enzīmu miozīna vieglās ķēdes kināze, un defosforilēšanu veic miozīna vieglās ķēdes fosfatāze. Ja miozīna fosfatāzes aktivitāte dominē pār kināzes aktivitāti, miozīna galviņas tiek defosforilētas, miozīna-aktīna saite tiek pārtraukta un muskuļi atslābinās.

Tāpēc, lai notiktu gludo muskuļu kontrakcija, ir jāpalielina miozīna vieglās ķēdes kināzes aktivitāte. Tās darbību regulē Ca 2+ līmenis sarkoplazmā. Kad gludās muskulatūras šķiedra ir satraukta, tās sarkoplazmā palielinās kalcija saturs. Šis pieaugums ir saistīts ar Ca^+ uzņemšanu no diviem avotiem: 1) starpšūnu telpas; 2) sarkoplazmatiskais tīklojums (5.5. att.). Tālāk Ca 2+ joni veido kompleksu ar proteīnu kalmodulīnu, kas pārvērš miozīnkināzi aktīvā stāvoklī.

Procesu secība, kas noved pie gludās muskulatūras kontrakcijas attīstības: Ca 2 iekļūšana sarkoplazmā - acti

kalmodulīna aktivācija (veidojot 4Ca 2+ - kalmodulīna kompleksu) - miozīna vieglās ķēdes kināzes aktivācija - miozīna galviņu fosforilēšana - miozīna galviņu saistīšanās ar aktīnu un galviņu rotācija, kurā starp miozīna pavedieniem tiek ievilkti aktīna pavedieni.

Gludo muskuļu relaksācijai nepieciešamie apstākļi: 1) Ca 2+ satura samazināšanās (līdz 10 M/l vai mazāk) sarkoplazmā; 2) 4Ca 2+ -kalmodulīna kompleksa sairšana, izraisot miozīna vieglās ķēdes kināzes aktivitātes samazināšanos – miozīna galviņu defosforilāciju, izraisot saišu pārrāvumu starp aktīna un miozīna pavedieniem. Pēc tam elastīgie spēki izraisa relatīvi lēnu gludās muskulatūras šķiedras sākotnējā garuma atjaunošanos un tās atslābināšanu.

Testa jautājumi un uzdevumi

    Šūnu membrānu

    Rīsi. 5.5.

    Ca 2+ iekļūšanas ceļu gludās muskulatūras sarkoplazmā shēma

    šūnas un tās izvadīšanas no plazmas: a - mehānismi, kas nodrošina Ca 2+ iekļūšanu sarkoplazmā un kontrakcijas uzsākšanu (Ca 2+ nāk no ārpusšūnu vides un sarkoplazmatiskā tīkla); b - veidi, kā izņemt Ca 2+ no sarkoplazmas un nodrošināt relaksāciju

    Norepinefrīna ietekme caur α-adrenerģiskiem receptoriem

    No ligandu atkarīgs Ca 2+ kanāls

    Noplūdes kanāli

    No potenciāla atkarīgais Ca 2+ kanāls

    Gludu muskuļu šūna a-adreno!receptorufNorepinefrīns

    G

    Nosauciet cilvēka muskuļu veidus. Kādas ir skeleta muskuļu funkcijas?

    Kāda ir saistība starp darbības potenciālu, muskuļu šķiedras kontrakciju un uzbudināmību?

    Kādi muskuļu kontrakciju veidi un veidi pastāv?

    Norādiet muskuļu šķiedras strukturālās un funkcionālās īpašības.

    Kas ir motora vienības? Uzskaitiet to veidus un funkcijas.

    Kāds ir muskuļu šķiedru kontrakcijas un relaksācijas mehānisms?

    Kas ir muskuļu spēks un kādi faktori to ietekmē?

    Kāda ir saikne starp kontrakcijas spēku, tā ātrumu un darbu?

    Definējiet nogurumu un atveseļošanos. Kāds ir to fizioloģiskais pamats?

    Kādas ir gludo muskuļu fizioloģiskās īpašības un īpašības?

    Uzskaitiet gludo muskuļu kontrakcijas un relaksācijas nosacījumus.

Muskuļi ir viena no galvenajām ķermeņa sastāvdaļām. To pamatā ir audi, kuru šķiedras nervu impulsu ietekmē saraujas, ļaujot ķermenim kustēties un palikt savā vidē.

Muskuļi atrodas katrā mūsu ķermeņa daļā. Un pat tad, ja mēs nezinām par to esamību, viņi joprojām pastāv. Pietiek, piemēram, pirmo reizi doties uz sporta zāli vai nodarboties ar aerobiku - nākamajā dienā sāks sāpēt pat tie muskuļi, par kuriem pat nezinājāt, ka jums ir.

Viņi ir atbildīgi ne tikai par kustību. Arī miera stāvoklī muskuļiem ir nepieciešama enerģija, lai uzturētu tonusu. Tas ir nepieciešams, lai jebkurā brīdī kāds varētu reaģēt uz nervu impulsu ar atbilstošu kustību un netērētu laiku sagatavošanās darbam.

Lai saprastu, kā ir uzbūvēti muskuļi, iesakām atcerēties pamatus, atkārtot klasifikāciju un ieskatīties šūnās. Uzzināsim arī par slimībām, kas var pasliktināt to darbību, kā arī stiprināt skeleta muskuļus.

Vispārīgi jēdzieni

Saskaņā ar to pildījumu un notiekošajām reakcijām muskuļu šķiedras iedala:

  • svītrains;
  • gluda.

Skeleta muskuļi ir iegarenas cauruļveida struktūras, kodolu skaits vienā šūnā var sasniegt vairākus simtus. Tie sastāv no muskuļu audiem, kas ir pievienoti dažādas daļas kaulu skelets. Svītroto muskuļu kontrakcijas veicina cilvēka kustības.

Formu šķirnes

Kā muskuļi atšķiras? Mūsu rakstā sniegtie fotoattēli palīdzēs mums to noskaidrot.

Skeleta muskuļi ir viena no galvenajām muskuļu un skeleta sistēmas sastāvdaļām. Tie ļauj kustēties un saglabāt līdzsvaru, kā arī ir iesaistīti elpošanas procesā, balss veidošanā un citās funkcijās.

Cilvēka ķermenī ir vairāk nekā 600 muskuļu. Procentos to kopējā masa ir 40% no kopējās ķermeņa masas. Muskuļus klasificē pēc formas un struktūras:

  • bieza fusiform;
  • plānas lamelāras.

Klasifikācija atvieglo mācīšanos

Skeleta muskuļu sadalīšana grupās tiek veikta atkarībā no to atrašanās vietas un nozīmes dažādu ķermeņa orgānu darbībā. Galvenās grupas:

Galvas un kakla muskuļi:

  • sejas izteiksmes - tiek izmantotas smaidot, sazinoties un veidojot dažādas grimases, vienlaikus nodrošinot sejas sastāvdaļu kustību;
  • košļāšana - veicina sejas žokļu reģiona stāvokļa maiņu;
  • brīvprātīgie galvas iekšējo orgānu muskuļi (mīkstās aukslējas, mēle, acis, vidusauss).

Dzemdes kakla mugurkaula skeleta muskuļu grupas:

  • virspusēja - veicina slīpas un rotējošas galvas kustības;
  • vidējie - veido mutes dobuma apakšējo sienu un veicina žokļa un balsenes skrimšļu kustību uz leju;
  • dziļās ļauj noliekt un pagriezt galvu, radot pirmās un otrās ribas pacēlumu.

Muskuļi, kuru fotoattēli ir redzami šeit, ir atbildīgi par rumpi un ir sadalīti muskuļu saišķos šādās sadaļās:

  • krūšu kurvja - aktivizē augšējā daļa rumpis un rokas, kā arī palīdz mainīt ribu stāvokli elpošanas laikā;
  • vēdera sekcija - ļauj asinīm pārvietoties pa vēnām, maina krūškurvja stāvokli elpošanas laikā, ietekmē zarnu trakta darbību, veicina rumpja locīšanu;
  • dorsāls - veido augšējo ekstremitāšu motorisko sistēmu.

Ekstremitāšu muskuļi:

  • augšējais - sastāv no muskuļu audiem plecu josta un atbrīvo augšējo ekstremitāšu, palīdz kustināt roku pleca locītavas kapsulā un radīt plaukstas locītavas un pirkstu kustības;
  • zemāks - spēlē galveno lomu cilvēka kustībā kosmosā, ir sadalītas iegurņa jostas muskuļos un brīvajā daļā.

Skeleta muskuļu struktūra

Savā struktūrā tam ir milzīgs skaits iegarenu formu ar diametru no 10 līdz 100 mikroniem, to garums svārstās no 1 līdz 12 cm Šķiedras (mikrofibrillas) ir plānas - aktīns un biezas - miozīns.

Pirmie sastāv no proteīna, kam ir fibrilāra struktūra. To sauc par aktīnu. Biezās šķiedras sastāv no dažāda veida miozīna. Tie atšķiras ar laiku, kas nepieciešams ATP molekulas sadalīšanai, kas izraisa atšķirīgu kontrakcijas ātrumu.

Miozīns gludās muskulatūras šūnās ir izkliedēts, lai gan tajā ir liels olbaltumvielu daudzums, kas, savukārt, ir nozīmīgs ilgstošā tonizējošā kontrakcijā.

Skeleta muskuļu struktūra ir līdzīga virvei vai savītai stieplei, kas austa no šķiedrām. No augšas to ieskauj plāns saistaudu apvalks, ko sauc par epimīziju. No tās iekšējās virsmas, dziļāk muskuļos, stiepjas plānāki saistaudu zari, veidojot starpsienas. Tajos ir “iesaiņoti” atsevišķi muskuļu audu kūļi, katrs satur līdz 100 fibrilām. Šaurāki zari stiepjas no tiem vēl dziļāk.

Asinis un nervu sistēma. Arteriālā vēna iet gar perimīsiju - tie ir saistaudi, kas pārklāj muskuļu šķiedru kūļus. Netālu atrodas arteriālie un venozie kapilāri.

Attīstības process

Skeleta muskuļi attīstās no mezodermas. Somīti veidojas nervu rievas malā. Pēc laika tajos izdalās miotomas. To šūnas, iegūstot vārpstas formu, attīstās mioblastos, kas sadalās. Daži no tiem progresē, bet citi paliek nemainīgi un veido miosatelītu šūnas.

Neliela daļa mioblastu, pateicoties polu saskarsmei, rada kontaktu savā starpā, tad kontakta zonā sadalās plazmas membrānas. Pateicoties šūnu saplūšanai, veidojas simpplasti. Uz tām pārvietojas nediferencētas jaunās muskuļu šūnas, atrodoties vienā vidē ar bazālās membrānas miosimplastu.

Skeleta muskuļu funkcijas

Šis muskulis ir muskuļu un skeleta sistēmas pamats. Ja tas ir stiprs, ķermeni ir vieglāk noturēt vēlamajā stāvoklī, un tiek samazināta saliekšanās vai skoliozes iespējamība. Ikviens zina par sporta priekšrocībām, tāpēc apskatīsim muskuļu lomu šajā spēlē.

Skeleta muskuļu kontraktilie audi cilvēka organismā veic daudzas funkcijas. dažādas funkcijas, kas nepieciešami pareizai ķermeņa pozicionēšanai un tā mijiedarbībai atsevišķas daļas kopā.

Muskuļi veic šādas funkcijas:

  • radīt ķermeņa kustīgumu;
  • aizsargāt ķermeņa iekšienē radīto siltumenerģiju;
  • veicināt kustību un vertikālo saglabāšanos telpā;
  • veicināt elpceļu saraušanos un palīdzēt rīšanai;
  • veido sejas izteiksmes;
  • veicināt siltuma ražošanu.

Pastāvīgs atbalsts

Kad muskuļu audi ir miera stāvoklī, tajos vienmēr ir neliels sasprindzinājums, ko sauc par muskuļu tonusu. Tas veidojas nelielu impulsu biežumu dēļ, kas muskuļos nonāk no muguras smadzenēm. To darbību nosaka signāli, kas iekļūst no galvas uz mugurkaula motorajiem neironiem. Muskuļu tonuss ir atkarīgs arī no viņu vispārējā stāvokļa:

  • sastiepumi;
  • muskuļu lietu piepildījuma līmenis;
  • asins bagātināšana;
  • vispārējs ūdens un sāls līdzsvars.

Cilvēkam piemīt spēja regulēt muskuļu slodzes līmeni. Ilgstošas ​​fiziskas slodzes vai spēcīga emocionāla un nervu stresa rezultātā neviļus palielinās muskuļu tonuss.

Skeleta muskuļu kontrakcijas un to veidi

Šī funkcija ir galvenā. Bet pat to, neskatoties uz šķietamo vienkāršību, var iedalīt vairākos veidos.

Kontrakcijas muskuļu veidi:

  • izotonisks - muskuļu audu spēja saīsināt bez izmaiņām muskuļu šķiedrās;
  • izometrisks - reakcijas laikā šķiedra saraujas, bet tās garums paliek nemainīgs;
  • auksotonisks - muskuļu audu kontrakcijas process, kurā muskuļu garums un sasprindzinājums ir pakļauts izmaiņām.

Apskatīsim šo procesu sīkāk.

Pirmkārt, smadzenes nosūta impulsu caur neironu sistēmu, kas sasniedz motoro neironu, kas atrodas blakus muskuļu saišķī. Pēc tam eferentais neirons tiek inervēts no sinoptiskā pūslīša, un tiek atbrīvots neirotransmiters. Tas saistās ar receptoriem uz muskuļu šķiedras sarkolemmas un atver nātrija kanālu, kas noved pie membrānas depolarizācijas, izraisot pietiekamā daudzumā neirotransmitera darbību, kas stimulē kalcija jonu veidošanos. Pēc tam tas saistās ar troponīnu un stimulē tā kontrakciju. Tas savukārt atvelk tropomeazīnu, ļaujot aktīnam apvienoties ar miozīnu.

Tālāk sākas aktīna pavediena slīdēšanas process attiecībā pret miozīna pavedienu, kā rezultātā notiek skeleta muskuļu kontrakcija. Shematiska diagramma palīdzēs izprast šķērssvītroto muskuļu saišķu saspiešanas procesu.

Kā darbojas skeleta muskuļi

Liela skaita muskuļu saišķu mijiedarbība veicina dažādas kustības rumpis.

Skeleta muskuļu darbs var notikt šādos veidos:

  • sinerģiski muskuļi strādā vienā virzienā;
  • Antagonistu muskuļi veicina pretējas kustības, lai radītu spriedzi.

Muskuļu antagonistiskā darbība ir viens no galvenajiem muskuļu un skeleta sistēmas darbības faktoriem. Veicot jebkuru darbību, darbā tiek iekļautas ne tikai muskuļu šķiedras, kas to veic, bet arī to antagonisti. Tie veicina pretdarbību un piešķir kustībai konkrētību un graciozitāti.

Iedarbojoties uz locītavu, veic šķērssvītrotie skeleta muskuļi grūts darbs. Tās raksturu nosaka locītavas ass atrašanās vieta un muskuļa relatīvais stāvoklis.

Dažas skeleta muskuļu funkcijas ir slikti izprotamas un bieži netiek apspriestas. Piemēram, daži saišķi darbojas kā svira skeleta kaulu darbībai.

Muskuļu darbs šūnu līmenī

Skeleta muskuļu darbību veic divi proteīni: aktīns un miozīns. Šīm sastāvdaļām ir iespēja pārvietoties vienai pret otru.

Lai muskuļu audi darbotos, ir jātērē tajā esošā enerģija ķīmiskās saites organiskie savienojumi. Šādu vielu sadalīšanās un oksidēšanās notiek muskuļos. Šeit vienmēr ir gaiss, un tiek atbrīvota enerģija, 33% no visa tā tiek tērēti muskuļu audu darbībai, bet 67% tiek pārnesti uz citiem audiem un tiek tērēti nemainīgas ķermeņa temperatūras uzturēšanai.

Skeleta muskuļu slimības

Vairumā gadījumu novirzes no normas muskuļu darbībā ir saistītas ar atbildīgo nervu sistēmas daļu patoloģisko stāvokli.

Visbiežāk sastopamās skeleta muskuļu patoloģijas:

  • Muskuļu krampji ir elektrolītu līdzsvara traucējumi ekstracelulārajā šķidrumā, kas ieskauj muskuļu un nervu šķiedras, kā arī osmotiskā spiediena izmaiņas tajā, īpaši tā palielināšanās.
  • Hipokalcēmiskā tetānija ir skeleta muskuļu piespiedu stinguma kontrakcija, ko novēro, kad ekstracelulārā Ca2+ koncentrācija nokrītas līdz aptuveni 40% no normālā līmeņa.
  • kam raksturīga progresējoša skeleta muskuļu šķiedru un miokarda deģenerācija, kā arī muskuļu invaliditāte, kas var izraisīt nāvi elpošanas vai sirds mazspējas dēļ.
  • Myasthenia gravis ir hroniska autoimūna slimība, kuras gadījumā organismā veidojas antivielas pret nikotīna ACh receptoru.

Skeleta muskuļu relaksācija un atjaunošana

Pareizs uzturs, dzīvesveids un regulāras fiziskās aktivitātes palīdzēs kļūt par veselīgu un skaistu skeleta muskuļu īpašnieku. Nav nepieciešams vingrot un veidot muskuļu masa. Pietiek ar regulāriem kardio treniņiem un jogu.

Neaizmirstiet par obligātu nepieciešamo vitamīnu un minerālvielu uzņemšanu, kā arī regulāru pirts un vannu apmeklējumu ar slotām, kas ļauj bagātināt muskuļu audus un asinsvadus ar skābekli.

Sistemātiskas relaksējošas masāžas palielinās muskuļu saišķu elastību un reprodukciju. Kriosaunas apmeklējums pozitīvi ietekmē arī skeleta muskuļu struktūru un darbību.