Расслабление скелетной мышцы:
Расслабление мышцы вызывается обратным переносом ионов Са++ посредством кальциевого насоса в каналы саркоплазматического ретикулума. По мере удаления Са++ из цитоплазмы открытых центров связывания становится все меньше и в конце концов актиновые и миозиновые филламенты полностью рассоединяются; наступает расслабление мышцы.
Контрактурой называют стойкое длительное сокращение мышцы, сохраняющееся после прекращения действия раздражителя. Кратковременная контрактура может развиваться после тетанического сокращения в результате накопления в саркоплазме большого количества Са++ ; длительная (иногда необратимая) контрактура может возникать в результате отравления ядами, нарушений метаболизма.
5. ЭНЕРГЕТИКА МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ
Сокращение мышцы - это движения мостиков, которым требуется энергия. Запас энергии в мышце ограничен, поэтому при работе мышцы требуется постоянное ее восполнение.
Основным источником энергии в организме служат молекулы АТФ, с помощью них происходят все энергетические процессы в клетке. При взаимодействии с нитью актина, головки миозиновых мостиков расщепляют молекулу АТФ, получая тем самым энергию для сокращения. Но запаса молекул АТФ в цитоплазме мышечной клетки (саркоплазма) хватает лишь на непродолжительную мышечную работу, примерно 8 одиночных сокращений. Под действием фермента АТФазы АТФ гидролизуется, отсоединяя фосфатную группу в виде ортофосфорной кислоты (Н3РО4), и превращается в АДФ, при этом высвобождается энергия.
АТФ + H2O = АДФ + H3PO4 + энергия.
Но откуда тогда берется энергия на длительные сокращения ? Это возможно благодаря механизмам ресинтеза (пересоздания) АТФ.
Мышца имеет три источника воспроизводства энергии:
1. Расщепление креатинфосфата:
В ходе такой реакции, молекула креатинфосфата отдает свою фосфатную группу молекуле аденезиндифосфата (АДФ), в следствие чего АДФ снова превращается в АТФ, а креатинфосфат - в креатин.
АДФ + креатинфосфат = АТФ + креатин.
Важная особенность заключается в том, что на восстановление запасов креатинфосфата нужно несколько минут и то, что эта реакция может осуществляться только после прекращения работы. Если бы креатинфосфат мог восстанавливаться во время работы, мы бы могли долго работать тяжелыми весами в очень большом количестве повторений.
Поэтому подобная подпитка длится весьма ограниченное время, поддерживая энергетический баланс мышц лишь в самом начале их работы. Связано это с малым запасом креатинфосфата в мышечных клетках. Далее в работу включаются аэробный и анаэробный гликолизы.
2. Анаэробный гликолиз:
Гликолиз - процесс распада одной молекулы глюкозы (C6H12O6) на две молекулы молочной кислоты (C3H6O3) с выделением энергии, достаточной для "зарядки" двух молекул АТФ, протекает в саркоплазме ( цитоплазма мышечной клетки ) под воздействием 10 специальных ферментов.
C6H12O6(глюкоза) + 2 H3PO4 + 2 АДФ = 2 C3H6O3 (молочная кислота)+ 2 АТФ + 2 H2O (вода)
Распад одной молекулы глюкозы способен пополнить энергетические запасы двух молекул АТФ. Гликолиз может протекать без потребления кислорода (такие процессы называются анаэробными) и с потреблением кислорода (аэробный гликолиз) способен быстро восстанавливать запасы АТФ в мышце.
При занятиях бодибилдингом и высокоинтенсивных упражнениях происходит анаэробный гликолиз. Соответственно анаэробный гликолиз протекает очень быстро, т.к. клетке не нужно дожидаться поступления кислорода.
В мышечной ткани основной источник для гликолиза - гликоген (C6H10O5)n. Гликоген -- это сложный углевод, который состоит из соединенных в цепочку молекул глюкозы. После приема пищи в кровь начинает поступать большое количество глюкозы и организм человека запасает излишки этой глюкозы в виде гликогена, сосредоточенного в скелетной мускулатуре и печени. Запасы гликогена во многом определяют объемы нашей мускулатуры и энергетический потенциал мышц.
3. Аэробный гликолиз:
Окисление протекает в митохондриях под воздействием специальных ферментов и требует затрат кислорода, а соответственно и времени на его доставку. Такие процессы называются аэробными. Окисление происходит в несколько этапов, сначала идет гликолиз, но образовавшиеся в ходе промежуточного этапа этой реакции две молекулы пирувата ( Пировиноградная кислота СН3СОСООН ) не преобразуются в молекулы молочной кислоты, а проникают в митохондрии, где окисляются в цикле Кребса ( клеточное дыхание ) до углекислого газа СО2 и воды Н2О и дают энергию для производства еще 36 молекул АТФ. Суммарное уравнение реакции окисления глюкозы выглядит так:
C6H12O6 + 6O2 + 38АДФ + 38H3PO4 = 6CO2 + 44H(2)О + 38АТФ
Итого аэробный гликолиз дает энергию для восстановления 38 молекул АТФ. То есть окисление в 19 раз эффективнее анаэробного гликолиза.
6. ФОРМЫ СОКРАЩЕНИЯ МЫШЦ (?????????????, ??????????????, ?????????)
Мышечных сокращений можно разделить на:
· Изотонический (мышца укорачивается при постоянном напряжении)
· Изометрические (напряжение мышцы возрастает, а ее длина не изменяется; мышца сокращается изометрически при совершении статической работы;)
· Изокинетический (имеется в виду той же скоростью)
Изотоническая сокращения:
Изотонический сокращений являются те, которые заставит мышцу изменить длину, как она сокращается и вызывает перемещение части тела. Есть два типа изотонического сокращения:
Концентрический:
Концентрические сокращений являются те, которые заставит мышцу укоротится, как и сокращаться. Пример изгиба локтя от прямых до полностью согнуты, вызывая концентрические сокращения двуглавой мышцы мышцы плеча. Концентрические сокращения являются наиболее распространенным типом сокращения мышц и часто встречаются в ежедневной и спортивной деятельности.
Эксцентричный:
Эксцентричный сокращений являются противоположностью концентрические и происходит, когда мышца удлиняется, как она сжимается. Это реже и обычно включает в себя контроль или замедление движения инициируются эксцентричный антагонист мышц.
Например, когда происходит удар с ногами в футболе, четырехглавой мышцы сокращаются концентрически выпрямить колено и подколенные сухожилия контракт эксцентрично для замедления движения нижних конечностей. Этот тип на сокращение ставит много процедить через мышцы и обычно участвуют в мышечных травм.
Изометрическая сокращения
Изометрические сокращения происходят, когда нет изменений в длине мышцы, которая сокращается. Это происходит, когда проведение объект перед вами, как вес объекта тянет руки вниз, но ваши мышцы договаривающихся держать объект на том же уровне. Другой пример, когда вы захват чего-либо, например, теннисная ракетка. Там нет движения в суставах руки, но мышцы контрактов, чтобы обеспечить достаточные силы, чтобы сохранить устойчивое удержание на ракетке.
Величина силы мышц способен производить во время изометрического зависит от длины мышцы в точке сжатия. Каждая мышца имеет оптимальную длину, в которой максимальная изометрическая сила может быть произведено.
Изокинетическая сокращения
Изокинетический сокращений аналогичны изотонический тем, что длина мышцы изменений при сжатии, где они отличаются в том, что Изокинетический сокращений производить движение с постоянной скоростью.
7. ??????????? ????????? ? ???????????? ???????? ?????????? ????????? ? ??????? ???????? ???????. ????? ???????? ????? ? ???? ?????????? ????????? ?????. ??????????? ????? ????? ? ????????? ?????????? ????
При раздражении скелетной мышцы одиночным импульсом электрического тока сверхпороговой силы возникает одиночное мышечное сокращение, в котором различают 3 фазы (рис. 4, А):
* латентный (скрытый) период сокращения (около 10 мс), во время которого развивается потенциал действия и протекают процессы электромеханического сопряжения; возбудимость мышцы во время одиночного сокращения изменяется в соответствии с фазами потенциала действия;
* фаза укорочения (около 50 мс);
* фаза расслабления (около 50 мс).
Режимы мышечного сокращения
В естественных условиях в организме одиночного мышечного сокращения не наблюдается, так как по двигательным нервам, иннервирующим мышцу, идут серии потенциалов действия. В зависимости от частоты приходящих к мышце нервных импульсов мышца может сокращаться в одном из трех режимов (рис. 4, Б).
* Одиночные мышечные сокращения возникают при низкой частоте электрических импульсов. Если очередной импульс приходит в мышцу после завершения фазы расслабления, возникает серия последовательных одиночных сокращений.
* При более высокой частоте импульсов очередной импульс может совпасть с фазой расслабления предыдущего цикла сокращения. Амплитуда сокращений будет суммироваться, возникнет зубчатый тетанус - длительное сокращение, прерываемое периодами неполного расслабления мышцы.
* При дальнейшем увеличении частоты импульсов каждый следующий импульс будет действовать на мышцу во время фазы укорочения, в результате чего возникнет гладкий тетанус - длительное сокращение, не прерываемое периодами расслабления.
Оптимум и пессимум частоты
Амплитуда тетанического сокращения зависит от частоты импульсов, раздражающих мышцу. Оптимумом частоты называют такую частоту раздражающих импульсов, при которой каждый последующий импульс совпадает с фазой повышенной возбудимости (рис. 4, A) и соответственно вызывает тетанус наибольшей амплитуды. Пессимумом частоты называют более высокую частоту раздражения, при которой каждый последующий импульс тока попадает в фазу рефрактерности (рис. 4, A), в результате чего амплитуда тетануса значительно уменьшается.
8. ???????? ????????? ???? ?????????? ???? (????? ???????? ??, ??????? ??????????? ????????????, ????????????? ?????????? ???????? ??????? ????????? ?? ?? ???????)
Управление движениями, поддержание вертикального положения и необходимая фиксация звеньев тела обеспечиваются сокращением в нужный момент времени определенных мышц и регуляцией степени их напряжения центральной нервной системой.
Регуляция мышечного напряжения осуществляется тремя физиологическими механизмами:
1) количеством активных ДЕ мышцы;
2) частотой импульсации мотонейронов ДЕ (т. е режимом их работы).;
3) временной связью активности ДЕ.
ДЕ активизируется после того, как ее мотонейрон пошлет импульсы для сокращения иннервируемых мышечных волокон.
Двигательные единицы возбуждаются мотонейронами по физиологическому закону «все или ничего ». Поэтому на нервный импульс реагируют одновременно все мышечные волокна одной ДЕ. Сила сокращения одной ДЕ зависит от количества составляющих ее мышечных волокон. Малые ДЕ развивают силу всего лишь в несколько мил - линьютон, а ДЕ с большим количеством волокон - в несколько ньютон. Как видно, силовой потенциал одной ДЕ невелик, поэтому для выполнения движения при сокращении мышцы одновременно « включаются » в работу несколько ДЕ, что в физиологии получило название « пространственной суммации ». Чем выше внешнее сопротивление, тем больше ДЕ задействовано при генерации силы мышцей, и тем большее напряжение она развивает.
Необходимое число активных ДЕ определяется интенсивностью возбуждающих влияний более высоких уровней нервной системы на мотонейроны данной мышцы.
Реакция мотонейронов ДЕ на возбуждающие влияния более высоких уровней нервной системы определяется порогом их возбуждения. Сам этот порог зависит от размера мотонейрона. Чем меньше размер тела мотонейрона, тем ниже порог его возбуждения и меньше размер ДЕ Поэтому слабые мышечные напряжения обеспечиваются преимущественно активностью низкопороговых - малых и медленных ДЕ.
В естественных условиях сокращение ДЕ работающих мышц обусловлено не одиночными нервными импульсами, а их сериями с различной частотой - от 5 до 50 в одну секунду. При этом, когда каждый последующий нервный импульс подается до окончания фазы расслабления мышцы от воздействия предыдущего, то последующее за импульсом сокращение мышцы накладывается на предыдущее. В итоге происходит более высокое развитие силы. Когда нервные импульсы генерируются мотонейроном с высокой частотой, то спада напряжения мышц или развиваемой ими силы не происходит. При этом достигаются более сильные, чем при одиночных импульсах, сокращения мышечных волокон и 3 -4- кратное увеличение развиваемой силы.