Мышечная ткань

Мышечная активность — это одно из общих свойств высокоор­ганизованных живых организмов. Вся жизнедеятельность челове­ка связана с мышечной активностью. Она обеспечивает работу отдельных органов и целых систем: работу опорно-двигательного аппарата, легких, сосудистую активность, желудочно-кишечного тракта, сократительную способность сердца и т. д. Нарушение рабо­ты мышц может привести к патологии, а ее прекращение — даже к летальному исходу (например, смерть при электротравме от уду­шья в результате парализации дыхательных мышц).

Мышцы разнообразны по форме, размерам, особенностям прикре­пления, величине максимально развиваемого усилия. Количество

мышц превышает число звеньев тела. Мышца состоит из большо­го числа двигательных единиц, каждая из которых управляется через собственный мотонейрон. Таким образом, количество управ­ляющих воздействий в мышечной (нервно-мышечной) системе ог­ромно. Тем не менее эта система обладает удивительной надежно­стью и широкими компесаторными возможностями, способностью не только многократно повторять одни и те же стандартные ком­плексы движений, но и выполнять нестандартные произвольные движения. Помимо способности организовывать и активно заучи­вать необходимые движения, эта система обеспечивает приспособ­ляемость к быстро меняющимся условиям окружающей и внутрен­ней среды организма, изменяя применительно к этим условиям привычные действия.

Пример

Испытуемым предлагалось выполнить дифференцированные на­жимы пальцем руки на жесткую опору в следующих ситуациях:

1) при переходе в невесомость;

2) в состоянии невесомости;

3) при возвращении в нормальные условия.

Наихудшее выполнение данного навыка наблюдалось в случае (1), к концу (2) в известной мере восстанавливалась способность дифференцировать нажимы. Переход (3) вновь нарушает коорди­нацию данного движения, которая, однако, вскоре полностью вос­станавливается.

Деятельность мышц отражается в структуре движения. Благо­даря этому становится возможным, наблюдая движение, получать информацию о мышечной регуляции движения и ее нарушениях. Такой возможностью широко пользуются при диагностике забо­леваний, при разработке специальных тестов для контроля двига­тельных навыков у спортсменов.

Независимо от назначения, особенности строения и способов регуляции принцип работы различных мышц организма одинаков.

В состав мышц входит совокупность мышечных клеток (воло­кон), внеклеточное вещество (соединительная ткань), состоящее из коллагена и эластина, а также густая сеть нервных волокон и кровеносных сосудов.

Мышцы по строению разделяются на два вида:

Режим работы мышц может быть весьма разнообразным. Разли­чают три основных вида таких режимов: изометрический, изото­нический, ауксотонический, когда сокращение мышцы происходит в условиях некоторого предварительного растяжения.

Для исследования характеристик сокращения мышц реализу­ют два искусственных режима.

Изометрический режим — когда напряжение мышцы проис­ходит в искусственных условиях сохранения ее длины, что дости­гается с помощью фиксатора. Схема опыта для реализации этого режима показана на рис. 11.20, а.

После установки длины на электроды (Эл) подается электриче­ский стимул. В возбужденной мышце развивается сила F (напряже­ние), которая регистрируется датчиком силы (Д_р). Максимальная сила Р₀, которую может развивать мышца, зависит от ее начальной длины и области перекрытия актиновых и миозиновых нитей, в ко­торой могут замыкаться мостики: при начальной длине саркомера 2,2 мкм в сокращении участвуют все мостики.

Если длина мышцы больше, то и количество мостиков в мышце больше, поэтому и возникающая сила будет больше. На рис. 11.20, б большей длине мышцы (/, > /₂) соответствует большая сила (Р > Р ).

Изотонический режим — когда искусственно поддерживает­ся постоянство напряжения мышцы. Например, мышца поднима­ет постоянный груз Р = const, а регистрируется изменение ее дли­ны при сокращении.

Схема опыта для реализации этого режима показана на рис. 11.21,а.

При этом режиме к незакрепленному концу мышцы подвеши­вается груз Р, а на электроды подается электрический импульс. Регистрируется сокращение мышцы, т. е. изменение ее длины Д/ со временем. В изотоническом режиме мышца быстро сокращается

до определенной длины, а затем расслабляется. Вид зависимости Al(t) для двух различных нагрузок показан на рис. 11.21, б. При изотоническом режиме имеет место следующее: чем больше груз Р, тем меньше укорочение мышцы и короче время удержания груза. При некоторой нагрузке Р = Р₀ мышца совсем перестанет подни­мать груз. Это значение P_Q и будет максимальной силой изометри­ческого сокращения для данной мышцы (рис. 11.20, б).

При увеличении нагрузки угол наклона восходящей части кри­вой изотонического сокращения уменьшается: ос₂ < О,, рис. 11.21, б. Это означает, что скорость укорочения с ростом нагрузки падает.