Човешкото тяло съдържа следните видове тъкани:
епител, съединителна тъкан, хрущялна тъкан, костна тъкан, мускули нервна тъкан.
Материята е една системаклетки, които имат общо развитие, структура и функциониране.
Епителът покрива цялата външна повърхност на тялото, вътрешните повърхности храносмилателен тракт, дихателния и пикочно-половия тракт, образува повечето от жлезите на тялото (жлези стомашно-чревния тракт, панкреас, щитовидна жлеза, пот, мастна тъкан и др.). Според структурата и разположението на клетките се различават еднослоен, многоредов епител и многослоен.
Съединителната тъкан се състои от клетки и междуклетъчно вещество. Те изпълняват механични, защитни и трофични функции. Съединителната тъкан се разделя на плътна фиброзна тъкан (това включва връзки, сухожилия, еластична тъкан, ретикуларен слой на кожата и др.) и рехава, неправилна тъкан (кръвоносни съдове, нерви и почти всички органи).
Хрущялната тъкан се състои от развито междуклетъчно вещество и клетки. В човешкото тяло има хиалинен хрущял (хрущял на трахеята, бронхите), еластичен (ушна мида) и влакнест междупрешленен диск) хрущял.
Костната тъкан има груб влакнест и ламеларен вид. Междуклетъчното вещество се състои от осеинови (колагенови) влакна и вещество, импрегнирано с минерални соли. Хрущялът и костната тъкан изпълняват поддържаща функция.
Мускулната тъкан е изградена от гладка и набраздена тъкан. Основното му свойство е намаляването. Гладката мускулна тъкан е част от вътрешни органи, кръвоносни съдовеи неволно се свива. Напречнонабраздените мускули образуват скелетните мускули и мускулите на някои вътрешни органи (глътка, език, части от хранопровода). Намаляването е произволно, подчинено на волята на човека. Само мускулната тъкан на сърцето се свива неволно.
Нервната тъкан се състои от нервни клеткии гли. Тя формира основата нервна система. Основните свойства на нервната система са възбудимост и проводимост.
Тъканите взаимодействат тясно една с друга, за да образуват органи.
Човешки скелет.
Човешкият скелет се състои от повече от 200 кости и изпълнява опорна, защитна функция и движение в тялото. Скелетът има механично значение, върху него започват и се прикрепят произволни мускули. Те също така осигуряват защита за главата и гръбначен мозък(череп, гръбначен стълб), също и за органи гръден коши малък таз. IN костна тъканнамират се минерални соли и протича минерална обмяна. Вътрекостните кухини на скелета съдържат червено и жълто Костен мозък, който играе важна роля в метаболизма и хемопоетичната функция.
Костите се делят на тръбести, гъбести, плоски, ефирни и смесени. Костите могат да бъдат класифицирани на дълги, къси, плоски и смесени. Тръбните кости имат тяло, близко до цилиндрична форма (диафиза), а в краищата има епифиза. Това са дълги тръбести кости. Каналът на тръбните кости съдържа жълт костен мозък. Епифизите на тръбните кости се образуват от гъбесто вещество, а клетките са пълни с червен костен мозък. Тръбните кости са предимно свободни крайници и изпълняват локомоторната функция, хващащи движения, повдигане, отблъскване и др.
Гъбестите кости се състоят от гъбесто вещество, външно покрито с тънък слой костна тъкан. Клетките на гъбестата тъкан съдържат червен костен мозък. Дългите гъбести кости (ребра, гръдна кост) участват в дишането и изпълняват защитна функция за органите на гръдната кухина.
В тялото са разположени къси гъбести кости - това са прешлените. Те изпълняват защитни и поддържащи функции за гръбначния мозък. В стъпалото и ръката осигуряват пружиниране и еластичност.
Плоските кости включват покривните кости на черепа и костите на пояса на крайниците. Те защитават мозъка и вътрешните органи.
Има въздушни кости (етмоидна, фронтална, максиларна, темпорална, сфеноидна). различна форма, но винаги съдържат въздушни кухини (синуси), които са покрити с лигавица.
Смесените кости включват костите на атласа, долната челюст, носа, зигоматичната кост, палатината. Те се различават по форма, структура, функция и произход. На места костите са равни, но в повечето случаи имат неравности, към тях са прикрепени сухожилия, съседни са съдове и нерви и т.н.
Всички кости отвън и отвътре са покрити със съединителнотъканни мембрани, богати на кръвоносни съдове. Тези черупки участват в храненето и развитието на костта.
Основни елементи гръбначен стълбса прешлените. Техният брой е от 32 до 35. Прешлените са подобни един на друг и се състоят от тяло, дъга, спинозен процес, сдвоени напречни и ставни процеси. Тялото на прешлените е разположено отпред, има гъбеста структура. Зад тялото на прешлена се присъединява към дъгата. Прешлените, насложени един върху друг, гръбначните отвори образуват гръбначния канал. Има гръбначния мозък, неговите мембрани и корени.
От дъгата на прешлените се отклоняват отзад спинозен процес, странично сдвоени напречни процеси, малко пред тях - сдвоени горни и долни ставни процеси. Между прешлените са междупрешленните отвори, през които преминават гръбначномозъчни нерви. Те също така съдържат гръбначни възли.
Спинозните и напречните процеси, както и дъгите на прешлените, фиксират мускулите и връзките.
Прешлените се делят на шийни, гръдни, лумбални, сакрални и кокцигеални.
Шийни прешлени 7. Първият прешлен се нарича атлас. Първият и вторият шиен прешлен се свързват цервикална областгръбначен стълб с череп. Второ шиен прешлен(ос), седми шиен прешлен (изпъкнал).
Гръдни прешлени 12.
Лумбални прешлени 5.
Сакрален отдел - сакрални прешлени 5. Те се сливат заедно, образувайки сакралната кост.
И в долната част на гръбначния стълб е кокцигеалната област. Опашната кост има 4-5 прешлена. 
Гръбначният стълб образува S-образна кривина. Има две издатини, които са насочени напред (цервикална и лумбална лордоза s) и две вдлъбнатини (торакална и сакрална кифоза). Такава структура на гръбначния стълб е необходима за поемане на вертикални натоварвания. Размерът на прешлените се увеличава отгоре надолу, тъй като колкото по-ниски са прешлените, толкова по-голямо е натоварването върху тях.
Гърдите съдържат жизненоважни органи (сърце, бели дробове). Зад нея гръдна областгръбначен стълб, отстрани на ребрата и отпред на гръдната кост. Човек има 12 чифта ребра. Всяко ребро е извита и леко усукана плоча. Състои се от ребрена кост и ребрен хрущял. Горните седем ребра се наричат истински ребра и са прикрепени към гръдната кост. Фалшивите ребра (има 3 чифта от тях) са прикрепени към хрущяла на предишното ребро. Осцилиращи ребра (има 2 чифта) с предния си край лежат свободно в дебелината на мускулите.
Гръдната кост е леко изпъкнала отпред под формата на удължена плоча. Тя има дръжка на гръдната кост, тялото на гръдната кост и мечовидния процес.
Костите на черепа се състоят от тилна, сфеноидна, две темпорални, две париетални и фронтална, етмоидна, две долни носни раковини, две слъзни, две носни кости и вомер.
Костите на лицето се състоят от максила, палатинална кост, зигоматична кост, долна челюст и хиоидна кост.
Горната челюст е чифтна кост, тя е солидна основа на лицевия скелет, образува очните кухини, носната кухина и устната кухина.
Палатиновата кост е сдвоена, разположена отзад горна челюст- участва в образуването на устната и носната кухина.
Зигоматичната кост е сдвоена, разположена между максиларната, темпоралната и челни кости. Укрепва лицевата част на скелета и играе важна роля при оформянето на вида на лицето.
Долната челюст на лицевия скелет участва в образуването на устната кухина, тя е подвижна.
Хиоидната кост лежи сред меките тъкани между Долна челюсти гърлото.
Човек има два чифта крайници: горни и долни. Скелетът се състои от костите на пояса и скелета на свободния крайник.
Колан горен крайниксе състои от лопатка и ключица. Лопатката е сдвоена плоска кост, разположена на задна повърхностторс на нивото на 2-7 ребра. Ключицата е тръбеста кост, леко извита под формата на буквата S, разположена е между раменния процес на лопатката и дръжката на гръдната кост.
Скелетът на свободния горен крайник се състои от раменната кост, две кости на предмишницата и костите на ръката. Брахиална кост- Това е дълга тръбеста кост, има диафиза и две епифизи. Скелетът на предмишницата се състои от две тръбести кости - радиус и лакътна кост. РадиусИма две епифизи и диафиза. Лакътната кост има две епифизи и диафиза.
Скелетът на ръката е разделен на китка, метакарпус и фаланги на пръстите.
Костите на долния крайник се състоят от пояса и скелета на свободния крайник. Съставът на колана долни крайницивключва две тазови кости. Тазът се състои от три чифта слети кости:
илиачна;
Пубис;
Исхиален;
Свободният крайник се състои от:
бедрени кости;
тибия;
пищял;
Тарсус;
Фаланги на пръстите.
Има такива стави на костите:
Непрекъснати връзки (фиксирани). Образува се от непрекъснат слой тъкан (костна, хрущялна, съединителна и др.). Свързва две или повече кости;
Полунепрекъснати (полуподвижни). Те са свързани с непрекъснат тъканен слой, но в дълбочина има малка празнина, която не е заета от тъкан, например междупрешленен диск;
Прекъснат (подвижен). Стави.
Мускули.
Мускулите в човешкото тяло се делят на доброволни и неволеви. Волевите мускули (скелетни) се състоят от набраздени влакна, свиващи се по желание на човек. Неволевите мускули (гладки) се състоят от гладка мускулна тъкан и се намират в стените на вътрешните органи, кръвоносните съдове и в кожата. Свиването на тези мускули не зависи от волята на човека.
Основни мускулни групи:
Мускулите на главата включват дъвкателни, мимически, свързват основата на черепа с гръбначния стълб.
Мускули на врата. Те могат да бъдат разделени на повърхностни и дълбоки мускули.
Повърхностните мускули на шията включват: широкия подкожен мускул на шията, стерноклеидомастоидния мускул и мускулите, свързани с хиоидната кост.
Дълбоките мускули на шията включват: странични и медиални групи.
Мускулите на гърба включват: latissimus dorsi мускул (разширява, аддукти и рамо), мускул, който повдига лопатката и др. Дълбоките мускули включват: мускул - екстензор на гръбначния стълб, мускули, които повдигат ребрата, голям ректус заден мускул на главата, горен наклонен мускул на главата, долен наклонен мускул на главата.
Гръдни мускули:
Големият гръден мускул (при фиксиране на гръдния кош води, леко огъва рамото);
Малък гръден мускул (участва в вдъхновението);
Подклавиалният мускул (с фиксирана ключица, свивайки се, повдига реброто - спомагателни дихателни мускули);
Serratus anterior (когато мускулът се свива, лопатката и горният крайник се изнасят рязко напред);
Външни междуребрени мускули;
Вътрешни междуребрени мускули (когато междуребрените мускули се свиват, всяко ребро се издига и едновременно се завърта около надлъжна оскоето увеличава обема на гръдния кош - вдишване);
Подребрени мускули;
Напречен гръден мускул (участва в издишването).
Коремни мускули:
прав коремен мускул;
Пирамидален мускул (разтяга се бяла линиякорем);
Външен наклонен коремен мускул;
Вътрешен кос мускул на корема;
напречен коремен мускул;
Квадратният мускул на долната част на гърба (с двустранно свиване леко огъва тялото и намалява лумбалната лордоза, с едностранно свиване накланя гръбначния стълб в неговата посока и се обръща в долната част на гръдния кош и лумбални областикъм противоположната страна).
Основната функция на мускулния апарат на тялото и главата е да поддържа тялото в състояние на равновесие, да осигурява подвижност (флексия, екстензия, странични наклони, кръгови въртения) на гръбначния стълб, гърдите и главата и да преодолява съпротивлението. и гравитацията на различни обекти.
Мускули на горния крайник.
Раменни мускули:
Cora-brachialis мускул (огъва, привежда рамото);
Biceps brachii (огъва рамото и предмишницата)
Раменен мускул (силно огъва предмишницата);
Трицепсният мускул на рамото (силно разширява горния крайник в лакътя и слабо в раменните стави);
Лакътен мускул (разгъва лакътната става).
Мускули на предмишницата (предна група):
Раменно-лъчев мускул;
Мускул - радиален флексор на китката (сгъва и отвежда ръката);
Дълъг палмарен мускул;
Мускул - улнарен флексор на китката (огъва и едновременно води четката);
Мускул - повърхностен флексор на пръстите;
Мускул - дълбок флексор на пръстите;
Мускул - дълъг флексор палец.
Задна група:
Мускул - дълъг радиален екстензор на китката;
Мускул - къс радиален екстензор на китката;
Мускул - екстензор на пръстите;
Мускул - екстензор на най-малкия пръст;
Мускул - улнарен екстензор на китката;
Дълъг мускул, който отвлича палеца на ръката;
Мускул - къс екстензор на палеца;
Мускул - дълъг екстензор на пръста;
Мускулът е екстензорът на показалеца.
Мускули на ръката.
Горните крайници са най-подвижните части от апарата за движение на човешкото тяло. Те са адаптирани към значителни силови натоварвания: приближаване до тялото на някакъв заснет обект; повдигане или задържане на предмет на тежест; отблъскване; повдигане (спускане); ударни движения; завъртане; натиск върху обект във вертикална посока.
Мускули на долния крайник.
Мускулите на долния крайник се разделят на мускулите на тазовия пояс и мускулите на свободния долен крайник (мускулите на бедрото, подбедрицата и ходилото).
Мускули на тазовия пояс:
Iliopsoas мускул;
голям псоас;
Илиачен мускул;
Малък псоас мускул;
Gluteus maximus;
Gluteus medius;
Малък глутеален мускул;
пириформен мускул;
Вътрешен заключващ мускул;
Горни и долни двойни мускули;
Квадратен мускул на бедрото;
Външен заключващ мускул.
Мускули на свободния долен крайник.
Мускули на бедрото. Делят се на три групи: предни, задни и медиални.
предна група.
Сарториус;
Четириглав бедрен мускул;
Ставен мускул на коляното.
задна група.
полусухожилен мускул;
полумембранозен мускул;
Бицепс феморис;
Поплитеален мускул.
Медиална група.
гребен мускул;
дълъг мускул;
Дълъг адукторен мускул;
Къс адукторен мускул;
Голям адукторен мускул;
Тънък мускул.
Мускули на краката. Делят се на три групи: предни, странични и задни.
предна група.
Tibialis anterior;
Мускул - дълъг екстензор на пръстите;
Мускулът е дългият екстензор на големия пръст.
странична група.
Дълъг перонеален мускул;
Къс перонеален мускул.
задна група. Мускулите на задната група на подбедрицата са разделени на два слоя: повърхностен и дълбок.
Трицепс мускул на долния крак;
мускул на прасеца;
солеус мускул;
плантарен мускул;
Мускул - дълъг флексор на пръстите;
Мускул - дълъг флексор на големия пръст на крака;
Tibialis posterior.
Мускули на ходилото. Делят се на дорзални (екстензори) и плантарни (основно флексори).
Функцията на долните крайници в човешкото тяло се определя от опора (стоене) и движение (ходене, бягане и др.). Значителен ефект върху функцията на долните крайници общ центъргравитацията на човешкото тяло.
Лоскутова Олга
Скелетна мускулна тъкан
Диаграма в разрез на скелетен мускул.
Структурата на скелетните мускули
Скелетна (набраздена) мускулна тъкан- еластична, еластична тъкан, способна да се свива под въздействието на нервни импулси: един от видовете мускулна тъкан. Формира скелетните мускули на хора и животни, предназначени да извършват различни действия: движения на тялото, контракции гласни струни, дишане. Мускулите се състоят от 70-75% вода.
Хистогенеза
Източникът на развитие на скелетните мускули са миотомните клетки - миобласти. Някои от тях се диференцират в местата на образуване на т. нар. автохтонни мускули. Други мигрират от миотоми към мезенхим; в същото време те вече са определени, въпреки че външно не се различават от другите клетки на мезенхима. Тяхната диференциация продължава в местата на полагане на други мускули на тялото. В хода на диференциацията възникват 2 клетъчни линии. Клетките на първия се сливат, образувайки симпласти - мускулни тръби (миотуби). Клетките от втората група остават независими и се диференцират в миосателити (миосателитоцити).
В първата група настъпва диференциация на специфични органели на миофибрилите, постепенно те заемат повечетолумен на миотубата, изтласквайки клетъчните ядра към периферията.
Клетките от втората група остават независими и са разположени на повърхността на миотубите.
Структура
Структурната единица на мускулната тъкан е мускулното влакно. Състои се от миосимпласт и миосателоцити (придружаващи клетки), покрити от обща базална мембрана.
Дължината на мускулното влакно може да достигне няколко сантиметра с дебелина 50-100 микрометра.
Структурата на миосимпласта
Структурата на миосателитите
Миосателитите са мононуклеарни клетки, съседни на повърхността на миосимпласта. Тези клетки са слабо диференцирани и служат като стволови клетки на зряла мускулна тъкан. В случай на увреждане на влакното или продължително увеличаване на натоварването, клетките започват да се делят, осигурявайки растежа на миосимпласта.
Механизъм на действие
Функционалната единица на скелетния мускул е двигателната единица (MU). ME включва група мускулни влакнаи моторния неврон, който ги инервира. Броят на мускулните влакна, които образуват една IU, варира в различните мускули. Например, когато е необходим фин контрол на движенията (в пръстите или в мускулите на окото), двигателните единици са малки, съдържащи не повече от 30 влакна. А в мускула на прасеца, където не е необходим фин контрол, има повече от 1000 мускулни влакна в IU.
Моторните единици на един мускул могат да бъдат различни. В зависимост от скоростта на контракция двигателните единици се делят на бавни (slow (S-ME)) и бързи (fast (F-ME)). А F-ME от своя страна се разделя според устойчивостта на умора на устойчиви на бързо умора (FR-ME)) и бързо уморяеми (бързо уморяеми (FF-ME)).
ME моторните неврони, инервиращи тези данни, се подразделят съответно. Има S-моторни неврони (S-MN), FF-моторни неврони (F-MN) и FR-мотоневрони (FR-MN) S-ME се характеризират с високо съдържание на миоглобинов протеин, който е в състояние да свързва кислород ( O2). Мускулите, съставени предимно от този тип ME, се наричат червени поради техния тъмночервен цвят. Червените мускули изпълняват функцията за поддържане на позата на човек. Крайната умора на такива мускули настъпва много бавно, а възстановяването на функциите става, напротив, много бързо.
Тази способност се дължи на наличието на миоглобин и Голям броймитохондриите. Червените мускулни IU обикновено съдържат голям броймускулни влакна. FR-ME са мускули, които могат да извършват бързи контракции без забележима умора. FR-ME влакната съдържат голям брой митохондрии и са способни да образуват АТФ чрез окислително фосфорилиране.
По правило броят на влакната в FR-ME е по-малък, отколкото в S-ME. FF-ME влакната се характеризират с по-ниско съдържание на митохондрии, отколкото в FR-ME, както и с факта, че ATP се образува в тях поради гликолиза. Те нямат миоглобин, поради което мускулите, съставени от този тип ME, се наричат бели. Белите мускули развиват силна и бърза контракция, но се уморяват доста бързо.
функция
Този тип мускулна тъкан осигурява способността за извършване на произволни движения. Свиващият се мускул действа върху костите или кожата, към които е прикрепен. В този случай една от точките на закрепване остава неподвижна – т.нар точка на фиксиране (
Скелетни мускули - активна частмускулно-скелетна система, която включва също кости, връзки, сухожилия и техните стави. От функционална гледна точка мотоневроните, които предизвикват възбуждане на мускулните влакна, също могат да бъдат приписани на двигателния апарат. Аксонът на моторния неврон се разклонява на входа на скелетния мускул и всеки клон участва в образуването на нервно-мускулен синапс върху отделно мускулно влакно.
Моторният неврон, заедно с мускулните влакна, които инервира, се нарича невромоторна (или двигателна) единица (MU). В очните мускули една двигателна единица съдържа 13-20 мускулни влакна, в мускулите на тялото - от 1 тон влакна, в мускула на солуса - 1500-2500 влакна. Мускулните влакна на един MU имат еднакви морфофункционални свойства.
функции на скелетните мускулиса: 1) движението на тялото в пространството; 2) движение на части на тялото една спрямо друга, включително извършване на дихателни движения, които осигуряват вентилация на белите дробове; 3) поддържане на позицията и позата на тялото. Освен това набраздените мускули са важни за генерирането на топлина за поддържане на температурната хомеостаза и за съхраняването на определени хранителни вещества.
Физиологични свойства на скелетните мускули разпределя:
1)възбудимост.Поради високата поляризация на мембраните на набраздените мускулни влакна (90 mV), тяхната възбудимост е по-ниска от тази на нервните влакна. Амплитудата на техния потенциал на действие (130 mV) е по-голяма от тази на другите възбудими клетки. Това прави много лесно записването на биоелектричната активност на скелетните мускули на практика. Продължителността на акционния потенциал е 3-5 ms. Това определя краткия период на абсолютна рефрактерност на мускулните влакна;
проводимост.Скоростта на възбуждане по протежение на мембраната на мускулното влакно е 3-5 m/s;
контрактилност.Представлява специфично свойство на мускулните влакна да променят своята дължина и напрежение по време на развитието на възбудата.
Скелетните мускули също имат еластичност и вискозитет.
Режимии видове мускулни контракции. Изотоничен режим - мускулът се скъсява при липса на увеличаване на напрежението му. Такова свиване е възможно само за изолиран (отстранен от тялото) мускул.
Изометричен режим - мускулното напрежение се увеличава, а дължината практически не намалява. Такова намаление се наблюдава при опит за повдигане на непоносим товар.
Ауксотоничен режим мускулът се скъсява и напрежението му се увеличава. Това намаление най-често се наблюдава при изпълнението трудова дейностчовек. Вместо термина "ауксотоничен режим" често се използва името концентричен режим.
Има два вида мускулни контракции: единични и тетанични.
единична мускулна контракциясе проявява в резултат на развитието на единична вълна на възбуждане в мускулните влакна. Това може да се постигне чрез излагане на мускула на много кратък (около 1 ms) стимул. При развитието на единична мускулна контракция се разграничават латентен период, фаза на съкращаване и фаза на релаксация. Мускулната контракция започва да се проявява след 10 ms от началото на излагането на стимула. Този интервал от време се нарича латентен период (фиг. 5.1). Това ще бъде последвано от развитие на скъсяване (продължителност около 50 ms) и релаксация (50-60 ms). Смята се, че целият цикъл на едно мускулно съкращение отнема средно 0,1 s. Но трябва да се има предвид, че продължителността на едно съкращение в различните мускули може да варира значително. Зависи и от функционалното състояние на мускула. Скоростта на свиване и особено на отпускане се забавя с развитието на мускулна умора. Бързите мускули, които имат кратък период на единична контракция, включват мускулите на езика и затварящия клепач.
Ориз. 5.1.Времеви съотношения на различни прояви на възбуждане на скелетните мускулни влакна: а - съотношение на потенциала на действие, освобождаване на Ca 2+ в саркоплазмата и свиване: / - латентен период; 2 - скъсяване; 3 - релаксация; b - съотношението на потенциала за действие, свиването и нивото на възбудимост
Под въздействието на единичен стимул първо възниква потенциал за действие и едва след това започва да се развива период на съкращаване. Продължава и след края на реполяризацията. Възстановяването на първоначалната поляризация на сарколемата също показва възстановяване на възбудимостта. Следователно, на фона на развиващото се свиване в мускулните влакна, могат да бъдат предизвикани нови вълни на възбуждане, чийто контрактилен ефект ще бъде обобщен.
тетанична контракцияили тетануснаречена мускулна контракция, която се появява в резултат на появата в двигателните единици на множество вълни на възбуждане, чийто контрактилен ефект е обобщен в амплитуда и време.
Има зъбчат и гладък тетанус. За да се получи дентатен тетанус, е необходимо мускулът да се стимулира с такава честота, че всяко следващо въздействие да се прилага след фазата на скъсяване, но до края на релаксацията. Плавен тетанус се получава при по-чести стимулации, когато се прилагат последващи експозиции по време на развитието на скъсяване на мускула. Например, ако фазата на скъсяване на мускула е 50 ms, а фазата на релаксация е 60 ms, тогава за да се получи зъбчат тетанус, е необходимо този мускул да се стимулира с честота 9-19 Hz, за да се получи плавен - с честота най-малко 20 Hz.
Въпреки
Амплитудапорязвания
отпуснат
Песимум
за продължаващо дразнене, мускул
30 Hz
1 Hz 7 Hz
200 Hz
50 Hz
Честота на стимулацияОриз. 5.2.Зависимост на амплитудата на контракцията от честотата на стимулацията (силата и продължителността на стимулите са непроменени)
За демонстрация различни видовететанус обикновено използват регистриране на контракции на изолиран стомашно-бедрен мускул на жаба върху кимограф. Пример за такава кимограма е показан на фиг. 5.2. Амплитудата на една контракция е минимална, увеличава се при назъбен тетанус и става максимална при гладък тетанус. Една от причините за това увеличение на амплитудата е, че когато се появят чести вълни на възбуждане в саркоплазмата на мускулните влакна, Ca 2+ се натрупва, стимулирайки взаимодействието на контрактилните протеини.
С постепенно увеличаване на честотата на стимулация, увеличаването на силата и амплитудата на мускулната контракция достига само до определена граница - оптимална реакция.Честотата на стимулация, която предизвиква най-голям отговор на мускула, се нарича оптимална. По-нататъшното увеличаване на честотата на стимулация е придружено от намаляване на амплитудата и силата на контракцията. Това явление се нарича песимален отговор,и честотите на дразнене, надвишаващи оптималната стойност, са песимални. Явленията оптимум и песимум са открити от N.E. Введенски.
Когато се оценява функционалната активност на мускулите, те говорят за техния тонус и фазови контракции. мускулен тонуснаречено състояние на непрекъснато непрекъснато напрежение. В този случай може да няма видимо скъсяване на мускула поради факта, че възбуждането не възниква във всички, а само в някои двигателни единици на мускула и те не се възбуждат синхронно. фазова мускулна контракциянаречено краткотрайно съкращаване на мускула, последвано от неговото отпускане.
Конструктивно- функционален характеристики на мускулните влакна.Структурно-функционалната единица на скелетния мускул е мускулното влакно, което е удължена (0,5-40 cm дълга) многоядрена клетка. Дебелината на мускулните влакна е 10-100 микрона. Техният диаметър може да се увеличи при интензивни тренировъчни натоварвания, докато броят на мускулните влакна може да се увеличи само до 3-4-месечна възраст.
Мембраната на мускулните влакна се нарича сарколемацитоплазма - саркоплазма.В саркоплазмата има ядра, множество органели, саркоплазмен ретикулум, който включва надлъжни тубули и техните удебеления - резервоари, които съдържат резерви от Ca 2+ , Резервоарите са съседни на напречните тубули, проникващи във влакното в напречна посока (фиг. 5.3) .
В саркоплазмата около 2000 миофибрили (с дебелина около 1 микрон) преминават по протежение на мускулното влакно, което включва нишки, образувани от плексуса на контрактилни протеинови молекули: актин и миозин. Молекулите на актина образуват тънки нишки (миофиламенти), които лежат успоредно един на друг и проникват през вид мембрана, наречена Z-линия или ивица. Z-линиите са разположени перпендикулярно на дългата ос на миофибрилата и разделят миофибрилата на секции с дължина 2–3 µm. Тези зони се наричат саркомери.
Цистерна Сарколема
напречен тубул
Саркомер
Тръба с-п. ret^|Jj3H ssss s_ z zzzz tccc;
; zzzz ssss
зззз ссс
j3333 CCCC£
J3333 c c c c c_
J3333 ss s s s_
Саркомерът е съкратен
3 3333 ssssСаркомер се отпусна
Ориз. 5.3.Структурата на саркомера на мускулните влакна: Z-линии - ограничават саркомера, /! - анизотропен (тъмен) диск, / - изотропен (светъл) диск, H - зона (по-малко тъмна)
Саркомерът е контрактилната единица на миофибрилата.В центъра на саркомера дебелите нишки, образувани от миозинови молекули, лежат строго подредени един над друг, а тънките нишки от актин са разположени по подобен начин по ръбовете на саркомера. Краищата на актиновите нишки се простират между краищата на миозиновите нишки.
Централната част на саркомера (широчина 1,6 μm), в която лежат миозиновите нишки, изглежда тъмна под микроскоп. Тази тъмна област може да бъде проследена през цялото мускулно влакно, тъй като саркомерите на съседните миофибрили са разположени строго симетрично един над друг. Тъмните области на саркомерите се наричат А-дискове от думата "анизотропен".Тези области имат двойно пречупване в поляризирана светлина. Зоните в краищата на А-диска, където актиновите и миозиновите нишки се припокриват, изглеждат по-тъмни, отколкото в центъра, където се намират само миозинови нишки. Тази централна област се нарича H ивица.
Областите на миофибрилата, в които са разположени само актинови нишки, нямат двойно пречупване, те са изотропни. Оттам идва и името им - I-discs. В центъра на I-диска има тясна тъмна линия, образувана от Z-мембраната. Тази мембрана поддържа актиновите нишки на два съседни саркомера в подредено състояние.
В състава на актиновата нишка, освен актинови молекули, влизат и протеините тропомиозин и тропонин, които влияят на взаимодействието на актинови и миозинови нишки. В молекулата на миозина има участъци, които се наричат глава, шия и опашка. Всяка такава молекула има една опашка и две глави с шии. Всяка глава има химичен център, който може да прикрепи АТФ и място, което му позволява да се свърже с актинова нишка.
По време на образуването на миозинова нишка, миозиновите молекули се преплитат с дългите си опашки, разположени в центъра на тази нишка, а главите са по-близо до краищата му (фиг. 5.4). Вратът и главата образуват издатина, излизаща от миозиновите нишки. Тези издатини се наричат напречни мостове. Те са подвижни и благодарение на такива мостове миозиновите нишки могат да установят връзка с актиновите нишки.
Когато АТФ е прикрепен към главата на миозиновата молекула, мостът на кратко времеразположени под тъп ъгъл спрямо опашката. IN следващия моментнастъпва частично разделяне на АТФ и поради това главата се повдига, преминава в енергизирано положение, в което може да се свърже с актинова нишка.
Молекулите на актин образуват двойна спирала Тролонин
Комуникационен център с ATP
Участък от тънка нишка (молекулите на тропомиозина са разположени по дължината на актиновите вериги, тролонинът в възлите на спиралата)
Шия
Опашка
Tropomyoein tазМолекула на миозин при голямо увеличение
Секция от дебела нишка (виждат се главите на миозиновите молекули)
актинова нишка
Глава
+ок 2+
Sa 2+ „*Са 2+
ADP-F
Sa 2+ н
Релаксация
Цикълът на движенията на главата на миозина по време на мускулна контракция
миозин 0 + АТФОриз. 5.4.Структурата на актиновите и миозиновите нишки, движението на миозиновите глави по време на мускулна контракция и релаксация. Обяснение в текста: 1-4 - етапи на цикъла
Механизъм на свиване на мускулните влакна.Възбуждането на скелетните мускулни влакна при физиологични условия се причинява само от импулси, идващи от моторни неврони. Нервният импулс активира нервно-мускулния синапс, причинява появата на PK.P, а потенциалът на крайната пластина осигурява генерирането на потенциал на действие в сарколемата.
Потенциалът на действие се разпространява както по протежение на повърхностната мембрана на мускулното влакно, така и дълбоко в напречните тубули. В този случай настъпва деполяризация на цистерните на саркоплазмения ретикулум и отваряне на Ca 2+ канали. Тъй като концентрацията на Ca 2+ в саркоплазмата е 1 (G 7 -1 (G b M), а в цистерните е приблизително 10 000 пъти по-висока, когато Ca 2+ каналите се отворят, калцият напуска цистерните по концентрационния градиент в саркоплазмата, дифундира към миофиламентите и започва процеси, които осигуряват свиване. По този начин освобождаването на Ca 2+ йони
в саркоплазмата е фактор, свързващ електрическото небеи механични явления в мускулните влакна. Ca 2+ йони се свързват с тропонина и това, с участието на тропомио- зина,води до отваряне (деблокиране) на актинови региони войфиламенти, които могат да се свързват с миозина. След това енергизираните миозинови глави образуват мостове с актин и настъпва окончателното разграждане на АТФ, предварително уловен и задържан от миозиновите глави. Енергията, получена от разделянето на АТФ, се използва за завъртане на миозиновите глави към центъра на саркомера. С това въртене миозиновите глави издърпват актиновите нишки, премествайки ги между миозиновите нишки. С едно движение главата може да придвижи актиновата нишка с -1% от дължината на саркомера. За максимално свиване са необходими многократни гребни движения на главите. Това се случва, когато има достатъчна концентрация на АТФ и Sa 2+ в саркоплазмата. За да може миозиновата глава да се движи отново, към нея трябва да бъде прикрепена нова молекула АТФ. Връзката на АТФ предизвиква прекъсване на връзката между миозиновата глава и актина и за момент той заема първоначалната си позиция, от която може да продължи да взаимодейства с нов участък от актиновия филамент и да направи ново гребно движение.
Тази теория за механизма на мускулна контракция се нарича теорията на "плъзгащите нишки"
За да се отпусне мускулното влакно, е необходимо концентрацията на Ca 2+ йони в саркоплазмата да стане под 10 -7 M/l. Това се дължи на функционирането на калциевата помпа, която изпреварва Ca 2+ от саркоплазмата към ретикулума. В допълнение, за мускулна релаксация е необходимо мостовете между миозиновите глави и актина да бъдат счупени. Такава празнина възниква при наличието на АТФ молекули в саркоплазмата и тяхното свързване с миозиновите глави. След като главите се отделят, еластичните сили разтягат саркомера и преместват актиновите нишки в първоначалното им положение. Еластичните сили се образуват поради: 1) еластично сцепление на спирални клетъчни протеини, включени в структурата на саркомера; 2) еластични свойства на мембраните на саркоплазмения ретикулум и сарколема; 3) еластичността на съединителната тъкан на мускулите, сухожилията и действието на гравитационните сили.
Мускулна сила.Силата на мускула се определя от максималната стойност на товара, който може да повдигне, или от максималната сила (напрежение), която може да развие при условия на изометрично съкращение.
Едно мускулно влакно е в състояние да развие напрежение от 100-200 mg. В тялото има приблизително 15-30 милиона фибри. Ако действаха успоредно в една посока и едновременно, биха могли да създадат напрежение от 20-30 тона.
Мускулната сила зависи от редица морфофункционални, физиологични и физически фактори.
Силата на мускулите се увеличава с увеличаване на тяхната геометрична и физиологична площ на напречното сечение. За да се определи физиологичното напречно сечение на мускула, сумата от напречните сечения на всички мускулни влакна се намира по линия, начертана перпендикулярно на хода на всяко мускулно влакно.
В мускул с паралелен ход на влакната (шиене) геометричните и физиологичните напречни сечения са равни. В мускулите с наклонен ход на влакната (интеркостални) физиологичният участък е по-голям от геометричния и това допринася за увеличаване на мускулната сила. Физиологичният раздел и силата на мускулите с пернато разположение (повечето мускули на тялото) на мускулните влакна се увеличават още повече.
За да можете да сравните силата на мускулните влакна в мускулите с различни хистологична структуравъвежда концепцията за абсолютна мускулна сила.
Абсолютна мускулна сила- максималната сила, развивана от мускула, по отношение на 1 cm 2 от физиологичното напречно сечение. Абсолютната сила на бицепса - 11,9 kg / cm 2, трицепсния мускул на рамото - 16,8 kg / cm 2, прасеца 5,9 kg / cm 2, гладък - 1 kg / cm 2
Силата на мускула зависи от процента на различните видове двигателни единици, които изграждат този мускул. Съотношение различни видоведвигателните единици в един и същ мускул при хората не са еднакви.
Разграничават се следните видове двигателни единици: а) бавни, неуморими (имат червен цвят) - те имат малка сила, но могат да бъдат в състояние на тонично съкращение за дълго време без признаци на умора; б) бързи, лесно уморими (имат бял цвят) - техните влакна имат голяма сила на свиване; в) бързи, устойчиви на умора - имат относително голяма сила на свиване и умората при тях се развива бавно.
При различни хорасъотношението на броя на бавните и бързите двигателни единици в един и същ мускул е генетично определено и може да варира значително. Така в четириглавия мускул на човешкото бедро относителното съдържание на медни влакна може да варира от 40 до 98%. Колкото по-голям е процентът на бавните влакна в човешките мускули, толкова повече те са адаптирани към продължителна, но нискомощна работа. Индивиди с висок дял на бързи силни двигателни единици са в състояние да развият голяма сила, но са склонни към бърза умора. Трябва обаче да се има предвид, че умората зависи и от много други фактори.
Мускулната сила се увеличава при умерено разтягане. Това се дължи на факта, че умереното разтягане на саркомера (до 2,2 μm) увеличава броя на мостовете, които могат да се образуват между актин и миозин. При разтягане на мускул в него се развива и еластична тяга, насочена към скъсяване. Тази тяга се добавя към силата, развита от движението на миозиновите глави.
Мускулната сила се регулира от нервната система чрез промяна на честотата на импулсите, изпращани към мускула, синхронизиране на възбуждането на голям брой двигателни единици и избор на видовете двигателни единици. Силата на контракциите се увеличава: а) с увеличаване на броя на възбудените двигателни единици, участващи в отговора; б) с увеличаване на честотата на вълните на възбуждане във всяко от активираните влакна; в) по време на синхронизиране на вълните на възбуждане в мускулните влакна; г) при активиране на силни (бели) моторни единици.
Първо (ако е необходимо малко усилие) се активират бавни, неуморими двигателни единици, след това бързи, устойчиви на умора. И ако е необходимо да се развие сила над 20-25% от максималната, тогава в свиването участват бързо лесно уморени двигателни единици.
При напрежение до 75% от максимално възможното се активират почти всички двигателни единици и се получава допълнително увеличаване на силата поради увеличаване на честотата на импулсите, идващи към мускулните влакна.
При слаби контракции честотата на импулсите в аксоните на моторните неврони е 5-10 imp/s, а при голяма сила на свиване може да достигне до 50 imp/s.
IN детствоУвеличаването на силата се дължи главно на увеличаване на дебелината на мускулните влакна и това се дължи на увеличаването на броя на миофибрилите. Увеличаването на броя на влакната е незначително.
При трениране на мускулите на възрастни, увеличаването на тяхната сила е свързано с увеличаване на броя на миофибрилите, докато увеличаването на издръжливостта се дължи на увеличаването на броя на митохондриите и интензивността на синтеза на АТФ поради аеробни процеси.
Съществува връзка между силата и скоростта на скъсяване. Скоростта на мускулното съкращение е толкова по-висока, колкото по-голяма е дължината му (поради сумирането на контрактилните ефекти на саркомерите) и зависи от натоварването на мускула. С увеличаване на натоварването скоростта на свиване намалява. Тежки товари могат да се повдигат само при бавно движение. Максимална скоростсъкращението, постигнато със съкращението на човешките мускули, е около 8 m / s.
Силата на мускулната контракция намалява с развитието на умора.
Умората и нейната физиологична основа.уморанаречено временно намаляване на производителността, дължащо се на предишна работа и изчезващо след период на почивка.
Умората се проявява чрез намаляване мускулна сила, бързина и точност на движенията, промени в работата на кардиореспираторната система и автономна регулация, влошаване на показателите на функциите на централната нервна система. Последното се доказва от намаляване на скоростта на най-простите умствени реакции, отслабване на вниманието, паметта, влошаване на показателите на мислене и увеличаване на броя на грешните действия.
Субективно умората може да се прояви чрез чувство на умора, поява на мускулна болка, сърцебиене, симптоми на задух, желание за намаляване на натоварването или спиране на работа. Симптомите на умора могат да варират в зависимост от вида на работата, нейната интензивност и степента на умора. Ако умората е причинена от умствена работа, тогава, като правило, симптомите на намалена функционалност са по-изразени. умствена дейност. При много тежка мускулна работа симптомите на нарушения на нивото на нервно-мускулния апарат могат да излязат на преден план.
Умората, която се развива в условията на нормална трудова дейност, както при мускулна, така и при умствена работа, има до голяма степен подобни механизми на развитие. И в двата случая процесите на умора се развиват първо в нервната центрове.Един показател за това е намаляването на ума естественоработоспособност с физическа умора, а с умствена умора - намаляване на ефективността ни цервикалендейности.
Почивкасе нарича състояние на почивка или извършване на нова дейност, при което умората се премахва и работоспособността се възстановява. ТЯХ. Сеченов показа, че възстановяването на работоспособността става по-бързо, ако при почивка след умора на една мускулна група (например лявата ръка) работата се извършва от друга мускулна група ( дясна ръка). Той нарече това явление "активен отдих"
Възстановяваненаречени процеси, които осигуряват елиминирането на недостига на енергия и пластични вещества, възпроизвеждането на изразходвани или повредени по време на работа структури, елиминирането на излишните метаболити и отклоненията на хомеостазата от оптималното ниво.
Продължителността на периода, необходим за възстановяване на тялото, зависи от интензивността и продължителността на работата. Колкото по-голяма е интензивността на раждането, толкова по-кратко е времето, необходимо за периодите на почивка.
Различни показатели на физиологични и биохимични процеси се възстановяват в различно време от края на физическата активност. Един от важните тестове за степента на възстановяване е да се определи времето, през което сърдечната честота се връща до нивото, характерно за периода на почивка. Времето за възстановяване на сърдечната честота след тест с умерено натоварване при здрав човек не трябва да надвишава 5 минути.
С много интензивен физическа дейностявления на умора се развиват не само в централната нервна система, но и в нервно-мускулните синапси, както и в мускулите. В системата на нервно-мускулния препарат нервните влакна имат най-малко умора, нервно-мускулният синапс има най-голяма умора, а мускулът заема междинно положение. Нервните влакна могат да провеждат високочестотни потенциали за действие в продължение на часове без признаци на умора. При често активиране на синапса ефективността на предаване на възбуждането първо намалява и след това възниква блокада на неговото провеждане. Това се дължи на намаляване на доставката на медиатор и АТФ в пресинаптичния терминал, намаляване на чувствителността на постсинаптичната мембрана към ацетилхолин.
Предложени са редица теории за механизма за развитие на умора в много интензивно работещ мускул: а) теорията за "изтощението" - изчерпването на резервите на АТФ и източниците на неговото образуване (креатин фосфат, гликоген, мастни киселини) , б) теорията на "задушаването" - липсата на доставка на кислород се поставя на първо място във влакната на работещия мускул; в) теорията за "запушването", която обяснява умората с натрупването на млечна киселина и токсични метаболитни продукти в мускула. В момента се взема предвид времеточе всички тези явления се случват при много интензивна работа на мускула.
Установено е, че максималната физическа работа преди развитието на умора се извършва с умеренои темпото на работа (правилото на средните натоварвания). При профилактиката на умората също са важни: правилното съотношение на периодите на работа и почивка, редуването на умствена и физическа работа, отчитане на денонощните (денонощните), годишните и индивидуалните биологични ритми.
мускулна силае равна на произведението на мускулната сила и скоростта на скъсяване. Максималната мощност се развива при средна скорост на скъсяване на мускулите. За мускула на ръката максималната мощност (200 W) се постига при скорост на свиване 2,5 m/s.
5.2. Гладки мускули
Физиологични свойства и характеристики на гладката мускулатура.
Гладките мускули са интегрална частнякои вътрешни органи и участват в осигуряването на функциите, изпълнявани от тези органи. По-специално те регулират проходимостта на бронхите за въздух, кръвотока в различни органи и тъкани, движението на течности и химус (в стомаха, червата, уретерите, пикочния и жлъчния мехур), изхвърлят плода от матката, разширяват или стесняване на зениците (поради намаляване на радиалните или кръгови мускули Ирис), променете позицията на косата и релефа на кожата. Гладките мускулни клетки са с вретеновидна форма, дълги 50-400 µm, дебели 2-10 µm.
Гладките мускули, подобно на скелетните мускули, са възбудими, проводими и свиващи. За разлика от скелетните мускули, които имат еластичност, гладките мускули са пластични (способни на дълго времеподдържайте дължината, която им е дадена чрез разтягане без увеличаване на напрежението). Това свойство е важно за функцията на отлагане на храна в стомаха или течности в жлъчката и пикочния мехур.
Особености възбудимостгладкомускулните влакна са до известна степен свързани с техния нисък трансмембранен потенциал (E 0 = 30-70 mV). Много от тези влакна са автоматични. Продължителността на акционния потенциал в тях може да достигне десетки милисекунди. Това се случва, защото потенциалът за действие в тези влакна се развива главно поради навлизането на калций в саркоплазмата от междуклетъчната течност през така наречените бавни Ca 2+ канали.
Скорост възбудав гладкомускулните клетки малки - 2-10 cm / s. За разлика от скелетните мускули, възбуждането в гладкия мускул може да се предава от едно влакно на друго в близост. Такъв трансфер възниква поради наличието на нексуси между гладкомускулните влакна, които имат ниско съпротивление на електрически ток и осигуряват обмена между Ca 2+ клетки и други молекули. В резултат на това гладката мускулатура притежава свойствата на функционален синцитий.
Контрактилитетгладкомускулните влакна се характеризира с дълъг латентен период (0,25-1,00 s) и голяма продължителност (до 1 min) на единична контракция. Гладките мускули имат ниска сила на свиване, но са в състояние да останат в тонично съкращение за дълго време, без да развият умора. Това се дължи на факта, че гладката мускулатура изразходва 100-500 пъти по-малко енергия за поддържане на тетанична контракция от скелетната мускулатура. Следователно резервите на АТФ, консумирани от гладката мускулатура, имат време да се възстановят дори по време на свиване, а гладките мускули на някои телесни структури са в състояние на тонично свиване през целия си живот.
Условия за свиване на гладката мускулатура. Най-важната характеристика на гладкомускулните влакна е, че те се възбуждат под въздействието на множество стимули. Нормалната контракция на скелетните мускули се инициира само от нервен импулс, пристигащ в нервно-мускулния синапс. Контракцията на гладката мускулатура може да бъде причинена както от нервни импулси и биологично активни вещества (хормони, много невротрансмитери, простагландини, някои метаболити), така и от физически фактори, като разтягане. В допълнение, възбуждането на гладката мускулатура може да възникне спонтанно - поради автоматичност.
Много високата реактивност на гладките мускули, способността им да реагират със свиване на действието на различни фактори, създава значителни трудности за коригиране на нарушенията на тонуса на тези мускули в медицинската практика. Това може да се види в лечението бронхиална астма, артериална хипертония, спастичен колит и други заболявания, изискващи корекция контрактилна дейностгладка мускулатура.
IN молекулярен механизъмсъкращението на гладките мускули също има редица разлики от механизма на съкращението на скелетните мускули. Актиновите и миозиновите нишки в гладките мускулни влакна са по-малко подредени, отколкото в скелетните, и следователно гладките мускули нямат напречна ивица. Няма тропонинов протеин в актиновите нишки на гладката мускулатура и актиновите молекулярни центрове винаги са отворени за взаимодействие с миозиновите глави. За да се осъществи това взаимодействие, е необходимо разделяне на АТФ молекулите и прехвърляне на фосфат към миозиновите глави. След това миозиновите молекули се преплитат в нишки и свързват главите си с миозина. Това е последвано от въртене на миозиновите глави, при което актиновите нишки се изтеглят между миозиновите нишки и се получава свиване.
Фосфорилирането на миозиновите глави се осъществява от ензима миозин лека верижна киназа, а дефосфорилирането от миозинова лека верижна фосфатаза. Ако активността на миозинфосфатазата преобладава над активността на киназата, тогава миозиновите глави се дефосфорилират, връзката между миозин и актин се прекъсва и мускулът се отпуска.
Следователно, за да възникне контракция на гладката мускулатура, е необходимо повишаване на активността на киназата на леката верига на миозина. Неговата активност се регулира от нивото на Ca 2+ в саркоплазмата. Когато гладкото мускулно влакно се стимулира, съдържанието на калций в неговата саркоплазма се увеличава. Това увеличение се дължи на приема на Ca^ + от два източника: 1) междуклетъчното пространство; 2) саркоплазмен ретикулум (фиг. 5.5). Освен това Ca 2+ йони образуват комплекс с протеина калмодулин, който активира миозинкиназата.
Последователността на процесите, водещи до развитието на свиване на гладката мускулатура: навлизането на Ca 2 в саркоплазмата - acti
калмодулин вация (чрез образуване на комплекс 4Ca 2+ - калмодулин) - активиране на киназата на леката верига на миозина - фосфорилиране на миозиновите глави - свързване на миозиновите глави с актина и въртене на главата, при което актиновите нишки се изтеглят между миозиновите нишки.
Необходими условия за релаксация на гладката мускулатура: 1) намаляване (до 10 M/l или по-малко) на съдържанието на Ca 2+ в саркоплазмата; 2) разпадането на комплекса 4Ca 2+ -калмодулин, което води до намаляване на активността на киназата на леката верига на миозина - дефосфорилиране на миозиновите глави, което води до разкъсване на връзките на актиновите и миозиновите нишки. След това еластичните сили причиняват относително бавно възстановяване на първоначалната дължина на гладкомускулното влакно, неговото отпускане.
Контролни въпроси и задачи
клетъчната мембрана
Ориз. 5.5.Схема на пътищата на навлизане на Ca 2+ в саркоплазмата на гладката мускулатура
на клетката и нейното отстраняване от плазмата: а - механизми, които осигуряват навлизането на Ca 2+ в саркоплазмата и началото на свиването (Ca 2+ идва от извънклетъчната среда и саркоплазмения ретикулум); b - начини за отстраняване на Ca 2+ от саркоплазмата и осигуряване на релаксация
Влияние на норепинефрин чрез a-адренергичните рецептори
Лиганд-зависим Ca 2+ канал
Канали "g теч
Потенциално зависим Ca 2+ канал
гладкомускулна клетка
а-адрено! рецепторfНорепинефринЖ
Назовете видовете човешки мускули. Какви са функциите на скелетните мускули?Опишете физиологичните свойства на скелетните мускули.
Какво е съотношението на потенциала на действие, свиването и възбудимостта на мускулните влакна?
Какви са начините и видовете мускулни контракции?
Дайте структурни и функционални характеристики на мускулните влакна.
Какво представляват двигателните единици? Избройте техните видове и характеристики.
Какъв е механизмът на свиване и отпускане на мускулните влакна?
Какво е мускулна сила и какви фактори влияят върху нея?
Каква е връзката между силата на свиване, нейната скорост и работата?
Определете умората и възстановяването. Какви са техните физиологични основи?
Какви са физиологичните свойства и характеристики на гладките мускули?
Избройте условията за свиване и отпускане на гладката мускулатура.
Физиология на двигателния апарат.
ЛЕКЦИЯ №15
Нуждата на тялото от кислород
При много състояния, включително споменатите по-горе, се прилага кислород лечебни цели. В случаите, когато притокът на O 2 спре за повече от 4 минути, настъпват необратими промени в мозъка и човек умира. Подобна ситуация възниква например, когато дете, играейки си с найлонов плик, го сложи на главата си и се задуши. Ако приемът на CO 2 само намалее, той може да се развие мозъчна хипоксия . Това обикновено се случва при хора, работещи в затворени пространства (трюмове, резервоари, котли). При тези условия те бързо използват наличния въздух и могат да умрат от аноксияако не им бъде осигурен допълнително кислород или изведени на чист въздух.
При недостиг на кислород кръвта губи присъщия си яркочервен цвят и придобива синкав оттенък. В същото време устните на пациента ушни мидии крайниците стават цианотичент. е. синкав цвят.
При хората има три вида мускули (фиг. 32):
Ø набраздените скелетни мускули съставляват 30-35% от телесното тегло и имат площ от около 3 m 2. цял мускул - отделно тяло, а мускулното влакно е отделна клетка (фиг. 33);
Ø специален набразден сърдечен мускул;
Ø гладка мускулатура на вътрешните органи.
Ориз. 32 . Видове мускулна тъкан: I- надлъжен разрез; II - напречно сечение; А -гладка (без ивици); Б -набраздено скелетно; В -набраздено сърце
Мускулите се инервират по три начина:
Ø двигателни нерви, които предават двигателни команди от центъра;
Ø чувствителни нерви, чрез които се предава информация към центъра за мускулно напрежение и движение;
Ø симпатичен нервни влакнакоито засягат метаболитните процеси в мускулите.
Функции на скелетните мускули:
- движещи се части на тялото една спрямо друга, фиксиращи вътрешностите;
- движение на тялото в пространството (локомоция);
- поддържане на стойка;
– участват в метаболизма, терморегулацията и поддържането на тонуса на нервната и сърдечно-съдовата система.
Ориз. 33 . Диаграма на скелетните мускули: А -мускулните влакна са прикрепени към сухожилията; Б-отделно влакно, състоящо се от миофибрили; В-отделен миофибрил: редуване на светли актинови I-дискове и тъмни миозинови А-дискове; наличието на Н-зона и М-линия; G-кръстосани мостове между дебели миозинови и тънки актинови нишки
функционална единицаскелетните мускули са моторен блок, който се състои от двигателен неврон на гръбначния мозък, неговия аксон (двигателен нерв) с множество окончания и мускулни влакна, инервирани от него. Възбуждането на двигателен неврон предизвиква едновременно свиване на всички мускулни влакна, включени в тази единица. Двигателните единици (MU) на малките мускули съдържат малко мускулни влакна (MU очна ябълка 3-6 влакна), DE на големите мускули на тялото и крайниците - около 2000 влакна.
мускулни влакнапредставлява удължена клетка с дължина 10-12 cm (дължината на мускулното влакно обикновено е равна на дължината на самия мускул), диаметърът на влакното е около 10-100 микрона. Съставът на мускулните влакна включва (фиг. 33):
Черупката е сарколема.
Течното съдържание е саркоплазма.
Митохондриите са енергийните центрове на клетката.
Рибозомите са протеинови депа.
Миофибрили (фибрили) - контрактилни елементи, които се състоят от 2 вида протеини (тънки актинови нишки и два пъти по-дебели миозинови нишки). Миофибрилите са разделени от Z - мембрани (или Z - линии) на отделни участъци - саркомери, в средната част на които има главно миозинови нишки (дебели нишки), а актинови нишки (тънки нишки) са прикрепени към Z - мембрани на страни на саркомера (различната способност за пречупване на светлината в актина и миозина създава набразден вид в състояние на покой на мускула в светлинен микроскоп). Тъмните области се наричат А-дискове, светлите I-дискове. В средната част на А-диска има по-светла област - Н-зоната. В мускула в покой няма тънки нишки в H-зоната и няма дебели нишки в I-диска.
Саркоплазмен ретикулум - затворена система от надлъжни тубули и цистерни, разположени по протежение на миофибрилите и съдържащи Ca 2+ йони
дебелфиламентите са изградени от около 400 молекули миозин (усукани един спрямо друг) , който прилича на пръчковидна молекула с удебелен край - глава (фиг. 33, D).
тънъкнишките се образуват от три протеина (фиг. 34):
- актин - глобуларен протеин, който образува спирален двойноверижен полимер, състоящ се от 13-14 молекули;
- тропомиозин - пръчковидна молекула, която се намира в жлеба на актиновата двойна спирала, дължината на молекулата на тропомиозина е равна на дължината на 7 актинови мономера
- тропонин - сферичната молекула се състои от 3 субединици (TnC, TnT, TnI): Ca-свързваща, тропомиозин-свързваща и инхибиторна.
Скелетни мускуливключват: повърхностни мускули на гърба, дълбоки мускули на гърба, мускули, действащи върху ставите раменния пояс, собствени мускули на гръдния кош, диафрагмата, коремните мускули, мускулите на шията, мускулите на главата, мускулите на раменния пояс, мускулите на свободния горен крайник, мускулите на таза, мускулите на свободния долен крайник.
Скелетните мускули се прикрепят към костите на скелета и ги привеждат в движение. В допълнение, скелетните мускули участват в образуването на телесни кухини: устна, гръдна, коремна, тазова. Скелетните мускули участват в движението на слуховите костици.
С помощта на скелетните мускули човешкото тяло се движи в пространството, поддържа статично равновесие, извършват се преглъщане, дихателни движения и се формират изражения на лицето.
Общата маса на скелетните мускули е до 40% от телесното тегло. В човешкото тяло има до 400 мускула, състоящи се от скелетна мускулна тъкан.
Скелетните мускули се свиват под въздействието на централната нервна система, задействат костните лостове, образувани от костите и ставите.
Скелетният мускул се състои от многоядрени мускулни влакна със сложна структура, в които се редуват тъмни и светли области. Следователно скелетните мускули се наричат мускули, състоящи се от набраздена мускулна тъкан (мускулът на сърцето също се състои от набраздени мускули). Съкращението на скелетните мускули се контролира от съзнанието.
Всеки мускул се състои от снопове набраздени мускулни влакна, които имат обвивка - ендомизий. Сноповете мускулни влакна са разделени един от друг със слоеве, които образуват перимизиума. Целият мускул има обвивка, епимизиум, която продължава в сухожилието.
Мускулните снопове образуват месестата част на мускулите - корема. С помощта на сухожилия мускулът е прикрепен към костта. В дългите мускули на крайниците сухожилията са дълги и тесни. Някои от мускулите, които образуват стените на телесната кухина, имат широки и плоски сухожилия, наречени апоневрози.
Някои мускули имат сухожилни мостове (например ректус абдоминис).
Когато мускулът се съкращава, единият му край остава неподвижен. Това място се счита за фиксирана точка. С движеща се точка мускулът е прикрепен към костта, която, когато мускулът се свие, ще промени позицията си.
ДА СЕ спомагателни устройствамускулите включват фасции, сухожилни обвивки, бурси и мускулни блокове.
Фасциите са обвивките на мускулите, състоящи се от съединителна тъкан. Те образуват кутии за мускулите, разграничават мускулите един от друг, премахват триенето на мускулите един срещу друг.
Повърхностните фасции отделят мускулите от подкожна тъкан, А дълбоки фасции, разположени между съседни мускули, разделят тези мускули, ако мускулите лежат на няколко слоя.
Междумускулните прегради преминават между мускулни групи с различни функционални цели, които, свързвайки се с мускулната фасция и растат заедно с периоста, образуват мека основа за мускулите.
Сухожилните обвивки са канали на съединителната тъкан, през които сухожилието преминава до точката на прикрепване към костта (намира се в краката, ръцете и други части на крайниците). В обвивката на сухожилията могат да преминат няколко сухожилия, като в този случай сухожилията могат да бъдат разделени с прегради едно от друго.
Движението в обвивката на сухожилията става с помощта на синовиалната обвивка. Това е слой от съединителна тъкан, който се състои от две части - вътрешна, обгръщаща сухожилието от всички страни и слята с него, и външна, слята със стената на обвивката на сухожилието.
Между вътрешната и външната част на синовиалната обвивка има празнина, пълна със синовиална течност. Когато сухожилието се свие, то се движи заедно с него вътрешна част(слой) на синовиалната обвивка. В този случай синовиалната течност действа като смазка, премахвайки триенето.
Бурсите са разположени там, където сухожилие или мускул е в съседство с костна изпъкналост. Тези синовиални торбички действат като обвивка на сухожилието - те също елиминират триенето на сухожилието или мускула върху костната издатина.
Стените на синовиалната торба от едната страна са слети с подвижно сухожилие или мускул, а от друга - с кост или друго сухожилие. Размерите на чантата варират. Кухината на синовиалната торба, разположена до ставата, може да комуникира със ставната кухина.
Мускулни блокове - възникват на места, където мускулът променя посоката си, хвърля се върху кост или други образувания. В този случай костта има издатина с хрущялен жлеб за мускулното сухожилие. Между сухожилието и хрущялната бразда на костната изпъкналост се намира синовиална бурса. Костната издатина се нарича мускулен блок.
Мускулите се класифицират според тяхното положение в човешкото тяло, форма, функция и др.
Мускулите са повърхностни и дълбоки, външни и вътрешни, средни (медиални) и странични (латерални).
Мускулите са разнообразни по форма: веретенообразни мускули (на крайниците), широки мускули, участващи в образуването на стените на тялото.
В някои мускули влакната имат кръгови посоки; такива мускули обграждат естествените отвори на тялото, изпълнявайки функцията на констриктори - сфинктери (сфинктери).
Някои мускули са получили името си от формата си - ромбовидни, трапецовидни мускули; други мускули се наричат според мястото им на прикрепване - brachioradialis и др.
Ако мускулът е прикрепен към костите на една става и действа само върху тази една става, тогава този мускул се нарича едноставен, а ако мускулите са разпръснати върху две или повече стави, тогава такива мускули се наричат двуставни, многоставни -ставен.
Някои мускули произхождат и се прикрепят към кости, които не образуват стави (например мимическите мускули на лицето, мускулите на дъното на устата).
Основното свойство на скелетните мускули е да се свиват под действието на нервни импулси. По време на контракция мускулът се скъсява. Промяната на дължината му засяга костните лостове, образувани от костите, към които са прикрепени мускулите.
Костните лостове, свързани с помощта на стави, в същото време променят позицията на тялото или крайника в пространството.
Връщането на костния лост в първоначалното му положение се осъществява от мускулите-антагонисти - т.е. мускулите, действащи върху костите, образуващи ставата в обратна посока.
В дъвкателните и лицевите мускули ролята на антагонисти се изпълнява от еластични връзки.
Като правило в движението участват няколко мускула, които подобряват движението - такива мускули се наричат синергисти. При движението на костните лостове някои мускули играят основна роля, други играят спомагателна роля, осигурявайки нюансите на движение.
Мускулната сила е от 4 до 17 kg на 1 cm2 от диаметъра му.
