Одиночное мышечное сокращение

При раздражении изолированной скелетной мышцы (икроножная мышца лягушки) одиночным импульсом тока пороговой или надпороговой силы возникает одиночное мышечное сокращение длительностью 0,11с, в котором различают: латентный (скрытый) период сокращения (10 мс), фазу укорочения (50 мс) и фазу расслабления (50 мс).

Тетаническое сокращение

В естественных условиях в организме одиночное мышечное сокращение не наблюдается, так как по двигательным нервам, иннервирующим мышцу, идет частотная импульсация, вызывающая, суммацию одиночных сокращений.

Если интервал между следующими друг за другом раздражениями превышает длительность одиночного сокращения (более 0,11 с), мышца успевает полностью расслабиться. Однако если увеличивать частоту раздражения, то каждый последующий импульс тока может совпасть с фазой расслабления мышцы в предыдущем цикле. Амплитуды сокращений будут суммироваться, и возникнет зубчатый тетанус. При дальнейшем увеличении частоты раздражения каждый последующий импульс тока действует на мышцу в тот период, когда она находится в состоянии укорочения, возникает гладкий тетанус — длительное укорочение, не прерываемое расслаблением.

ВИДЫ РАБОТЫ.

Физическая работа, совершаемая скелетными мышцами, осуществляется за счет согласованного изменения тонуса и длины мышц.

· Изотонические сокращения характеризуются укорочением мышцы без изменения ее напряжения при постоянной внешней нагрузке; воспроизводимы в эксперименте, а в реальной жизни отсутствуют.

· Изометрические сокращения сопровождаются увеличением напряжения мышцы без изменения ее длины; характеризуют статическую работу.

· Ауксотонические сокращения выражаются в изменении и длины, и тонуса (напряжения) мышцы; характерны для естественных видов движения — бега, ходьбы, совершения динамической работы.

Физическая нагрузка. Физическая нагрузка вызывает комплекс сомато-вегетативных изменений в организме: возрастают ЧСС, ударный объем сердца, АД, потребление организмом кислорода, частота дыхания и др. В активно сокращающихся мышцах более чем в 20 раз увеличивается кровоток, усиливается метаболизм. При умеренных физических нагрузках обмен веществ идет по аэробному пути; тяжелая работа сопровождается активацией анаэробного окисления, в результате которого в мышцах накапливается молочная кислота, развивается мышечное утомление.

Утомление — физиологическое состояние человека, возникающее вследствие тяжелой или длительной работы, которое выражается во временном снижении работоспособности. Мышечное (физическое) и центральное (нервно-психическое) утомление обычно сочетаются. Утомление характеризуется уменьшением силы и выносливости мышц, нарушением координации движений, ослаблением оперативной памяти, внимания, снижением скорости переработки информации. Предполагают, что причинами утомления могут быть истощение депо гликогена и ослабление процесса ресинтеза АТФ, накопление кислых продуктов метаболизма (фосфорная и молочная кислоты), истощение депо кальция и утомление нервных центров, регулирующих сокращения отдельных групп мышц. Субъективно утомление ощущается в виде усталости и потребности во сне.

Контрактура мышц. Контрактурой называется стойкое, длительное, иногда необратимое, сокращение мышц, сохраняющееся после прекращения действия раздражителя. Причинами контрактуры могут быть отравление некоторыми ядами и лекарственными средствами, нарушение метаболизма, повышение температуры тела и другие факторы, приводящие к необратимым изменениям белков мышечной ткани.

Отдых— состояние покоя или специально организованный вид деятельности, снижающие утомление и постепенно возвращающие функции организма к норме. Во второй половине XIX в. И.М. Сеченов установил, что работа одних групп мышц конечностей устраняет утомление других групп. Это положение легло в основу определения двух типов отдыха — пассивного и активного. Первый из них предусматривает относительный покой, второй — выполнение вида работы, существенно отличного от обычно выполняемого труда.

ГЛАДКАЯ МЫШЦА.

Неисчерченная мышечная ткань формирует оболочки и сфинктеры внутренних полых органов и стенки кровеносных сосудов, образуя гладкие мышцы.

Гладкие мышцы совершают длительные тонические сокращения и относительно медленные, зачастую ритмичные, движения. Одно из основных характерных свойств гладких мышц — высокая пластичность, позволяющая им долго сохранять длину, которую они приобрели вследствие растяжения. Другое важное свойство — высокая чувствительность к экзогенным и эндогенным химическим и биологически активным веществам, в том числе медиаторам, выделяемым вегетативными нервами и гормонам.

Скорость мышечного сокращения и скорость гидролиза АТФ в гладких миоцитах значительно ниже (в 100—1000 раз), чем в исчерченных, но в то же время они менее (в 100—500 раз) энергоемки.

СТРУКТУРНО-ФУНКЦИОНАЛЬНЫЕ ОСНОВЫ МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ.

Миоциты имеют удлиненную веретенообразную форму, расположены в мышце хаотично, окружены плотной сетью коллагеновых и эластичных волокон и соединяются между собой по типу звеньевых контактов. Внутриклеточные структуры неисчерченных клеток имеют ряд особенностей: саркоплазматическая сеть (депо кальция) развита слабо, в связи с чем главным источником кальция для сокращения является внеклеточная жидкость.

Сократительный аппарат неисчерченных мышечных клеток представлен протофибриллами, состоящими в основном из актина. Миозин же находится в диспергированном состоянии и играет важную роль в поддержании длительного тонического сокращения.

МОЛЕКУЛЯРНЫЙ МЕХАНИЗМ МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ.

Если механизм сокращения скелетных мышц хорошо известен, то сокращение гладких мышц изучено недостаточно. Полагают, что возбуждение миоцита приводит к повышению проницаемости сарколеммы для ионов кальция и их выходу из незернистой саркоплазматической сети, что вызывает повышение концентрации Са²⁺ в цитоплазме. Это инициирует мышечные сокращения.