Если у вас возникли сложности с курсовой, контрольной, дипломной, рефератом, отчетом по практике, научно-исследовательской и любой другой работой - мы готовы помочь.
Предоплата всего
Подписываем
17. Физиология мышечного сокращения. Виды сокращений и режимы работы мышц. Мышечный тонус. Понятие о костях как о рычагах. (чётко по лекции)
В организме примерно 400 мышц. Если знать места прикрепления мышцы, то можно предугадать какие движения она совершает.
Мышечная система – часть опорно-двигательного аппарата, то, благодаря чему скелет двигается.
Функции мышечной системы:
Мышечная ткань красная, т.к. в ней много сосудов, миоглобина (это кислород-связывающий белок скелетных мышц и мышцы сердца), состоит из мышечных волокон.
1. Аксон
2. Нервно-мышечное соединение
3. Мышечное волокно
4. Миофибриллы - органеллы клеток поперечнополосатых мышц, обеспечивающие их сокращение. Служат для сокращений мышечных волокон. Миофибрилла — нитевидная структура, состоящая из саркомеров. Каждый саркомер имеет длину около 2 мкм и содержит 2 типа белковых филаментов: тонкие миофиламенты из актина и толстые филаменты из миозина. Параллельны в составе пучка, между ними прослойка соединительной ткани, сосуды.
В мышечной ткани много ядер, митохондрий, главным элементов МТ являются волокна мышечных белков, которые находятся в строгом геометрическом порядке: где-то больше миозина (темные и толстые), где-то больше актина (более светлые и тонкие).
Строение скелетных мышц
Каждая мышца состоит из параллельных пучков поперечно-полосатых мышечных волокон. Каждый пучок одет оболочкой. И вся мышца снаружи покрыта тонкой соединительнотканной оболочкой, защищающей нежную мышечную ткань.
Схема строения мышечного волокна:
1 - Схема строения мышечного волокна:
а - миофибрилла
б - ядро
2 - Схема строения миофибриллы:
а - оболочка
б - миозин
в - актин
г - мостик между ними
д - нервное волокно
Каждое мышечное волокно имеет снаружи тонкую оболочку, а внутри него находятся многочисленные тонкие сократительные нити - миофибриллы и большое количество ядер. Миофибриллы, в свою очередь, состоят из тончайших нитей 2 типов - толстых (белковые молекулы миозина) и тонких (белок актина). Так как они образованы различными видами белка, под микроскопом видны чередующиеся темные и светлые полосы. Отсюда и название скелетной мышечной ткани - поперечно-полосатая.
(слева) Поперечнополосатая мышечная ткань при увеличении в 24000 раз. Видны клеточные волокна и чередование светлых и темных дисков.
(справа) Поперечный разрез через миофибриллу; на микрофотографии (увеличение в 175000 раз) виден четкий порядок в расположении волокон мышечной ткани.
Так называемые белые мышечные волокна (актин) сокращаются быстро, но быстро и устают; красные волокна (миозин) сокращаются медленнее, но могут оставаться в сокращенном состоянии долго. В зависимости от функции мышц в них преобладают те или иные типы волокон.
Мышцы выполняют большую работу, поэтому они богаты кровеносными сосудами, по которым кровь снабжает их кислородом, питательными веществами, выносит продукты обмена веществ. Мышцы крепятся к костям с помощью нерастяжимых сухожилий, которые срастаются с надкостницей. Обычно мышцы одним концом крепятся выше, а другим ниже сустава. При таком креплении сокращение мышц приводит в движение кости в суставах.
(слева) Сокращение миофибриллы
Мышца сокращается под воздействием мозга. При подаче электричества на мышцу между молекулами актина и миозина возникают временные мостики и волокна втягиваются друг в друга.
АТФ (универсальная энергетическая единица) делается из глюкозы:
Глюкоза без О2 = 2 АТФ
Глюкоза + О2 = 38 АТФ
Энергия нужна для создания мостиков.
Тетанус – поддержание мышцы в сокращенном положении на пределе сокращения.
Тонус – небольшое сокращение мышцы: поддержание позы, дыхание. Есть даже во сне, шавасане, наркозе. Тонус имеет рефлекторную природу, сознанию не подчиняется.
При подаче команды на прекращение сокращения происходит расслабление под действием силы тяжести или сокращение мышц антагонистов.
Почему мышцы болят? При тренировке мышца увеличивается в объеме за счет запасов и сосудов + улучшение движения за счет оптимизации двигательного паттерна.
Молочная кислота – побочный продукт образования АТФ, потом расщепляется также, но пока она есть, то она раздражает нервные волокна и поэтому мышцы болят.
Трупное окоченение – примерно через 2 часа после смерти. АТФ = 0, поэтому мышцы не могут разогнуться.
Судорога – это гипертонус мышцы при патологической стимуляции: холод, однотипная нагрузка. Для избавления: насильно растянуть мышцу, уколоть иголкой. Для сокращения мышцы нужны ионы кальция, когда избыток кальция, то судороги могут быть чаще.
Виды работы мышц:
Статическая (удержание груза, поддержание позы)
Динамическая (движение, преодоление одной мышцы другую)
Режим работы мышц:
Постизометрическая релаксация – максимально растянуть мышцу, противостоя сопротивлению пытаться её сократить (но не давать ей сократиться). Вдох, задержка. При расслаблении мануальщик максимально растягивает мышцу – в этот момент полностью истощается АТФ, поэтому можно максимально растянуть мышцу – так нарабатывается гибкость.
Мышечные волокна по количеству в них миоглобина делятся на:
Фазные (быстрые) – за их счет быстрота, сила
Тонические (медленные) – миоглобина больше. Дают выносливость.
Анатомический и физиологический поперечник мышц
АПМ – площадь разреза в самом толстом месте мышцы.
ФПМ – сумма поперечников всех волокон. Поскольку сила сокращающейся мышцы зависит от величины поперечного сечения мышечных волокон, то физиологический поперечник мышцы характеризует её силу.
|
Слева: мышца веретенообразной формы, её анатомический и физиологический поперечники совпадают. То же характерно для мышц лентовидной формы. |
|
|
Справа: мышца двоякоперистой формы, её физиологический поперечник значительно больше анатомического (анатомический поперечник не показан). |
У мышц веретенообразной и лентовидной формы с параллельным расположением волокон АП и ФП совпадают. Иначе у перистых мышц. Из двух равновеликих мышц, имеющих одинаковый АП, у перистой мышцы ФП будет больше, чем у веретенообразной. В связи с этим перистая мышца обладает большей силой, однако размах сокращения её коротких мышечных волокон будет меньше, чем у веретенообразной мышцы. Поэтому перистые мышцы имеются там, где необходима значительная сила мышечных сокращений при сравнительно небольшом размахе движений (мышцы стопы, голени, некоторые мышцы предплечья). Веретенообразные, лентовидные мышцы, построенные из длинных мышечных волокон, при сокращении укорачиваются на большую величину. В то же время силу они развивают меньшую, чем перистые мышцы, имеющие одинаковый с ними АП.
Мышца как орган.
Мышечные пучки образуют мясистую, активно-сокращающуюся часть органа - брюшко, которое переходит в сухожилие.
Сухожилие состоит из плотной соединительной ткани и служит для прикрепления к костям или мышцу связывает с мышцей, в большинстве случаев находится по обоим концам мышцы. Сухожилие значительно тоньше мышц, однако прочность его велика: оно способно выдержать большую нагрузку и практически нерастяжимо. Сухожилие может быть широким или плоским (апоневроз).
Связки, также как и сухожилия, состоят из плотной соединительной ткани, служат для укрепления суставов (находятся между костями).
Фасция (вспомогательный аппарат мышц) – тонкая гладкая пленка, которая отделяет одну мышцу от другой.
Мышечная грыжа – при разрыве фасции мышца выходит наружу. Теряется сила, болит. Соединительная ткань нарастает поверх. Можно так жить, а можно оперировать.
Классификация мышц:
По нахождению: поверхностные и глубокие.
По функции: сгибатели (flexores), разгибатели (extensores), приводящие (adductores), отводящие (abductores), вращатели (rotatores) кнутри (pronatores) и кнаружи (supinatores).
По отношению к суставам, через которые (один, два или несколько) перекидываются мышцы их называют одно-, дву-, или многосуставными. Многосуставные мышцы, как более длинные, располагаются поверхностнее односуставных.
Могут быть мышцы, не относящиеся к суставу (промежность, язык).
Вокруг сфинктеров: сужающие и открывающие.
По форме: длинные, короткие и широкие. Длинные мышцы соответствуют длинным рычагам движения и потому встречаются главным образом на конечностях. Они имеют веретенообразную форму, причём средняя их часть называется брюшком, один из концов, соответствующий началу мышцы, носит название головки, а другой - хвоста. Сухожилия длинных мышц имеют вид узкой ленты.
По направлению волокон различают мышцы с прямыми параллельными волокнами (прямая мышца), с косыми волокнами (косая мышца), с поперечными (поперечная мышца), с круговыми (круговая мышца). Если косые волокна прикрепляются к сухожилию с одной стороны, то получается т.н. одноперистая мышца, а если с двух сторон - двуперистая. Иногда мышечные пучки сложно переплетаются и к сухожилию подходят с нескольких сторон. В таких случаях образуется многоперистая мышца (например, дельтовидная мышца). Особое отношение волокон к сухожилию наблюдается в полусухожильной и полуперепончатой мышцах.
|
А - веретенообразная |
1 - головка |
|
|
Б - двуглавая |
2 - брюшко |
|
|
В - двубрюшная |
3 - хвост |
|
|
Г - лентовидная |
4 - промежуточное сухожилие |
|
|
Д - двуперистая |
5 - сухожильная перемычка |
|
|
Е - одноперистая |
Работа мышц с элементами биомеханики.
Основным свойством мышечной ткани, на котором основана работа мышц является сократимость. При сокращении мышцы происходит укорочение её и сближение двух точек, к которым она прикреплена. Из этих 2х точек подвижный пункт прикрепления притягивается к неподвижному, в результате происходит движение данной части тела. Т.к. опорой для всего тела служит позвоночный столб, расположенный по средней линии тела, то начало мышцы, совпадающее обычно с неподвижной точкой, расположено ближе к средней плоскости (медиально), а на конечностях - ближе к туловищу (проксимально); прикрепление мышцы, совпадающее с подвижной точкой, находится дальше от середины (латерально), а на конечностях - дальше от туловища (дистально).
Подвижная и фиксированная точки могут меняться местами в случае укрепления подвижной точки и освобождения фиксированной. Например, при стоянии, подвижной точкой прямой мышцы живота будет её верхний конец (сгибание верхней части туловища), а при висе тела с помощью рук на перекладине - нижний конец (сгибание нижней части туловища).
Кости, движущиеся в суставах под влиянием мышц, образуют в механическом смысле рычаги. В биомеханике выделяют рычаг первого рода, когда точки сопротивления и приложения силы находятся по разные стороны от точки опоры, и рычаг второго рода, в котором обе силы прилагаются по одну сторону от точки опоры, но на разном расстоянии от него.
Рычаг первого рода - двуплечий, носит название "рычаг равновесия". Точка опоры располагается между точкой приложения силы (сила мышечного сокращения) и точкой сопротивления (сила тяжести или масса органа). Примером может служить соединение позвоночника с черепом. Равновесие достигается при условии, если вращающий момент прилагаемой силы (произведение силы, действующей на затылочную кость на длину плеча, которая равна расстоянию от точки опоры до точки приложения силы) равен вращающему моменту силы тяжести (произведение силы тяжести на длину плеча, равную расстоянию от точки опоры до точки приложения силы тяжести).
Рычаг второго рода одноплечий, в биомеханике (в отличие от механики) бывает двух видов. Вид рычага зависит от места расположения точки приложения силы и точки действия силы тяжести, которые и в том и в другом случае находятся по одну сторону от точки опоры.
Первый вид рычага второго рода - "рычаг силы" - плечо приложения мышечной силы длиннее плеча сопротивления (силы тяжести). Рассматривая в качестве примера стопу, можно видеть, что точкой опоры (ось вращения) служат головки плюсневых костей, точкой приложения мышечной силы (трёхглавая мышца голени) является пяточная кость, а точка сопротивления (тяжесть тела) приходится на место сочленения костей голени со стопой (голеностопный сустав). В этом рычаге происходит выигрыш в силе (плечо приложения силы длиннее) и проигрыш в скорости перемещения точки сопротивления (её плечо короче).
У второго вида одноплечевого рычага - "рычаг скорости" - плечо приложения мышечной силы короче, чем плечо сопротивления, где приложена противодействующая сила, сила тяжести. Для преодоления силы тяжести, точка приложения которой отстоит на значительное расстояние от точки вращения в локтевом суставе (точка опоры), необходима значительно большая сила мышц сгибателей, прикрепляющихся вблизи локтевого сустава (в точке приложения силы). При этом происходит выигрыш в скорости и размахе движения более длинного рычага (точка сопротивления) и проигрыш в силе, действующей в точке приложения этой силы.
|
Рычаг равновесия. |
Рычаг силы. |
Рычаг скорости. |
|
А - точка опоры. Б - точка приложения силы. В - точка сопротивления. |
Т.о. чем дальше от места опоры будут прикрепляться мышцы, тем выгоднее, ибо благодаря увеличению плеча рычага лучше может быть использована их сила.
Т.к. движения совершаются в двух противоположных направлениях (сгибание-разгибание, приведение-отведение и др.), то для движения какой-либо одной оси необходимо не менее двух мышц, располагающихся на противоположных сторонах. Такие мышцы, действующие во взаимно противоположных направлениях, называются антагонистами. При каждом сгибании действует не только сгибатель, но обязательно и разгибатель, который постепенно уступает сгибателю и удерживает его от чрезмерного сокращения. Поэтому антагонизм обеспечивает плавность и соразмерность движений. Каждое движение т.о. есть результат действия антагонистов.
В отличие от антагонистов, мышцы, равнодействующая которых проходит в одном направлении, называются синергистами. В зависимости от характера движения и функциональной комбинации мышц, одни и те же мышцы могут выступать то как синергисты, то как антагонисты.
Тело человека и его части, при сокращении соответствующих мышц изменяют своё положение, приходят в движение, преодолевают сопротивление силы тяжести или, наоборот, уступают этой силе. В других случаях при сокращении мышц тело удерживается в определённом положении без выполнения движения. Исходя из этого различают преодолевающую, уступающую и удерживающую работу мышц:
Преодолевающая работа - сила сокращения мышцы изменяет положение части тела, конечности, или её звена, с грузом или без него, преодолевая силу сопротивления.
Уступающая работа - сила мышцы уступает действию силы тяжести части тела (конечности) и удерживаемого её груза. Мышца работает, однако она не укорачивается при этом виде работы, а удлиняется, например, когда тело, имеющее большую массу, невозможно поднять или удержать на весу. При большом усилии мышц приходится опустить это тело на пол или на другую поверхность.
Удерживающая работа - силой мышечных сокращений тело или груз удерживается в определённом положении без перемещения в пространстве. Например, человек стоит или сидит не двигаясь, или держит груз. Сила мышечных сокращений уравновешивает вес тела или груза, при этом мышцы сокращаются изометрически, т.е. без изменения их длины.
Преодолевающая и уступающая работа, когда сила мышечных сокращений обусловлена перемещением тела или его частей в пространстве, можно рассматривать как динамическую работу. Удерживающая работа, при которой движения всего тела или части тела не происходит, является статической.
Взято с http://www.antidoping-center.narod.ru/nauka