Il corpo umano contiene i seguenti tipi di tessuto:

epitelio, tessuto connettivo, tessuto cartilagineo, tessuto osseo, muscolo e tessuto nervoso.

Il tessuto è un sistema cellule che hanno uno sviluppo, una struttura e un funzionamento comuni.

L'epitelio copre l'intera superficie esterna del corpo, superfici interne tratto digerente, tratto respiratorio e genitourinario, forma la maggior parte delle ghiandole del corpo (ghiandole tratto gastrointestinale, pancreas, tiroide, sudore, sebacee, ecc.). Secondo la struttura e la disposizione delle cellule, ci sono epitelio a strato singolo, multi-fila e multistrato.

I tessuti connettivi sono costituiti da cellule e sostanza intercellulare. Svolgono funzioni meccaniche, protettive e trofiche. Il tessuto connettivo è suddiviso in tessuto fibroso denso (questo include legamenti, tendini, tessuto elastico, strato reticolare della pelle, ecc.) e tessuto lasso e irregolare (vasi sanguigni, nervi e quasi tutti gli organi).

Il tessuto cartilagineo è costituito da una sostanza e cellule intercellulari sviluppate. Nel corpo umano c'è cartilagine ialina (cartilagine della trachea, bronchi), elastica (padiglione auricolare) e fibrosa disco intervertebrale) cartilagine.

Il tessuto osseo ha un aspetto fibroso grossolano e lamellare. La sostanza intercellulare è costituita da fibre di osseina (collagene) e da una sostanza impregnata di sali minerali. La cartilagine e il tessuto osseo svolgono una funzione di supporto.

Il tessuto muscolare è costituito da liscio e tessuto striato. La sua proprietà principale è la riduzione. Il tessuto muscolare liscio fa parte di organi interni, vasi sanguigni e si rimpicciolisce involontariamente. I muscoli striati formano muscoli scheletrici e muscoli di alcuni organi interni (faringe, lingua, parti dell'esofago). La riduzione è arbitraria, soggetta alla volontà dell'uomo. Solo il tessuto muscolare del cuore si contrae involontariamente.

Il tessuto nervoso è costituito da cellule nervose e gly. Costituisce la base sistema nervoso. Le principali proprietà del sistema nervoso sono l'eccitabilità e la conduttività.

I tessuti interagiscono strettamente tra loro per formare organi.

Scheletro umano.

Lo scheletro umano è composto da più di 200 ossa e svolge una funzione di supporto, protezione e movimento nel corpo. Lo scheletro ha un significato meccanico; i muscoli arbitrari iniziano e si attaccano su di esso. Forniscono anche protezione per la testa e midollo spinale(cranio, colonna vertebrale), anche per gli organi Petto e piccolo bacino. IN tessuto osseo si trovano i sali minerali e si svolge il metabolismo dei minerali. Le cavità intraossee dello scheletro contengono rosso e giallo Midollo osseo, che svolge un ruolo importante nel metabolismo e nella funzione ematopoietica.

Le ossa sono divise in tubolari, spugnose, piatte, ariose e miste. Le ossa possono essere classificate in lunghe, corte, piatte e miste. Le ossa tubolari hanno un corpo vicino a una forma cilindrica (diafisi) e alle estremità c'è un'epifisi. Queste sono lunghe ossa tubolari. Il canale delle ossa tubolari contiene midollo osseo giallo. Le epifisi delle ossa tubolari sono formate da una sostanza spugnosa e le cellule sono piene di midollo osseo rosso. Le ossa tubolari sono principalmente arti liberi e svolgono la funzione locomotoria, movimenti di presa, sollevamento, repulsione, ecc.

Le ossa spugnose sono costituite da una sostanza spugnosa, ricoperta esternamente da un sottile strato di tessuto osseo. Le cellule del tessuto spugnoso contengono midollo osseo rosso. Le lunghe ossa spugnose (costole, sterno) partecipano alla respirazione e svolgono una funzione protettiva per gli organi della cavità toracica.

Le ossa corte e spugnose si trovano nel corpo: queste sono le vertebre. Svolgono funzioni protettive e di supporto per il midollo spinale. Nel piede e nella mano, forniscono molleggio ed elasticità.

Le ossa piatte comprendono le ossa tegumentarie del cranio e le ossa della cintura delle estremità. Proteggono il cervello e gli organi interni.

Le ossa aeree (etmoide, frontale, mascellare, temporale, sfenoide) hanno forma diversa, ma contengono sempre cavità aeree (seni), che sono rivestite da una membrana mucosa.

Le ossa miste comprendono le ossa dell'atlante, mascella inferiore, nasale, zigomatico, palatino. Differiscono per forma, struttura, funzione e origine. In alcuni punti le ossa sono uniformi, ma per lo più presentano irregolarità, i tendini sono attaccati ad esse, i vasi e i nervi sono adiacenti, ecc.

Tutte le ossa all'esterno e all'interno sono ricoperte da membrane di tessuto connettivo ricche di vasi sanguigni. Questi gusci sono coinvolti nella nutrizione e nello sviluppo dell'osso.

Elementi principali colonna vertebrale sono le vertebre. Il loro numero va da 32 a 35. Le vertebre sono simili tra loro e sono costituite da un corpo, arco, processo spinoso, processi trasversali e articolari accoppiati. Il corpo vertebrale si trova di fronte, ha una struttura spugnosa. Dietro il corpo della vertebra si unisce l'arco. Vertebre sovrapposte l'una all'altra, i forami vertebrali formano il canale spinale. C'è il midollo spinale, le sue membrane e le sue radici.

Dall'arco della vertebra partono dietro processo spinoso, laterale accoppiato processi trasversali, un po 'più avanti di loro - processi articolari superiori e inferiori accoppiati. Tra le vertebre si trovano i fori intervertebrali, attraverso di essi passano nervi spinali. Contengono anche nodi spinali.

I processi spinosi e trasversali, così come gli archi delle vertebre, fissano i muscoli e i legamenti.

Le vertebre si dividono in cervicali, toraciche, lombari, sacrali e coccigee.

Vertebre cervicali 7. La prima vertebra si chiama Atlante. La prima e la seconda vertebra cervicale si connettono regione cervicale colonna vertebrale con un cranio. Secondo vertebra cervicale(asse), settima vertebra cervicale (sporgente).

Vertebre toraciche 12.

Vertebre lombari 5.

Reparto sacrale - vertebre sacrali 5. Si fondono insieme formando l'osso sacrale.

E nella parte inferiore della colonna vertebrale c'è la regione coccigea. Il coccige ha 4-5 vertebre.

La colonna vertebrale forma una curvatura a forma di S. Ha due rigonfiamenti diretti in avanti (cervicale e lordosi lombare s) e due concavità (cifosi toracica e sacrale). Una tale struttura della colonna vertebrale è necessaria per assorbire i carichi verticali. La dimensione delle vertebre aumenta dall'alto verso il basso, poiché più basse sono le vertebre, maggiore è il carico su di esse.

Il torace contiene gli organi vitali (cuore, polmoni). Dietro di lei regione toracica colonna vertebrale, dai lati delle costole e davanti allo sterno. Una persona ha 12 paia di costole. Ogni costola è un piatto curvo e leggermente attorcigliato. Consiste di osso costale e cartilagine costale. Le sette costole superiori sono chiamate vere costole e sono attaccate allo sterno. Le false costole (ce ne sono 3 paia) sono attaccate alla cartilagine della costola precedente. Le costole oscillanti (ce ne sono 2 paia) con la loro estremità anteriore giacciono liberamente nello spessore dei muscoli.

Lo sterno è leggermente convesso davanti sotto forma di un piatto allungato. Ha una maniglia dello sterno, il corpo dello sterno e il processo xifoideo.

Le ossa del cranio sono costituite da occipitale, sfenoide, due temporali, due parietali e frontali, etmoide, due conchi nasali inferiori, due lacrimali, due ossa nasali e il vomere.

Le ossa del viso sono costituite dalla mascella, dall'osso palatino, dall'osso zigomatico, dalla mandibola e dall'osso ioide.

La mascella superiore è un osso pari, è una solida base dello scheletro facciale, forma le orbite, la cavità nasale e la cavità orale.

L'osso palatino è accoppiato, situato dietro mascella superiore- partecipa alla formazione delle cavità orale e nasale.

L'osso zigomatico è accoppiato, situato tra il mascellare, il temporale e ossa frontali. Rafforza la parte facciale dello scheletro e svolge un ruolo importante nel modellare il tipo di viso.

La mascella inferiore dello scheletro facciale è coinvolta nella formazione della cavità orale, è mobile.

L'osso ioide si trova tra i tessuti molli tra mascella inferiore e gola.

Una persona ha due paia di arti: superiore e inferiore. Lo scheletro è costituito dalle ossa della cintura e dallo scheletro dell'arto libero.

Cintura arto superiore costituito dalla scapola e dalla clavicola. La scapola è un osso piatto accoppiato situato su superficie posteriore busto a livello di 2-7 costole. La clavicola è un osso tubolare, leggermente ricurvo a forma di lettera S, si trova tra il processo omerale della scapola e il manico dello sterno.

Lo scheletro dell'arto superiore libero è costituito dall'omero, da due ossa dell'avambraccio e dalle ossa della mano. Osso brachiale- Questo è un lungo osso tubolare, ha una diafisi e due epifisi. Lo scheletro dell'avambraccio è costituito da due ossa tubolari: il radio e l'ulna. Raggio Ha due epifisi e una diafisi. L'ulna ha due epifisi e una diafisi.

Lo scheletro della mano è diviso in polso, metacarpo e falangi delle dita.

Le ossa dell'arto inferiore sono costituite dalla cintura e dallo scheletro dell'arto libero. La composizione della cintura estremità più basse comprende due ossa pelviche. Il bacino è costituito da tre paia di ossa fuse:

Iliaco;

pubico;

ischiatico;

L'arto libero è costituito da:

ossa della coscia;

tibia;

Tibia;

Tarso;

Falangi delle dita.

Ci sono tali articolazioni delle ossa:

Connessioni continue (fisse). Formato da uno strato continuo di tessuto (osso, cartilagine, connettivo, ecc.). Collega due o più ossa;

Semi-continuo (semi-mobile). Sono collegati da uno strato di tessuto continuo, ma in profondità c'è un piccolo spazio non occupato dal tessuto, ad esempio un disco intervertebrale;

Discontinuo (in movimento). Giunti.

Muscoli.

I muscoli del corpo umano sono divisi in volontari e involontari. I muscoli volontari (scheletrici) sono costituiti da fibre striate, si contraggono per volontà di una persona. I muscoli involontari (lisci) sono costituiti da tessuto muscolare liscio e si trovano nelle pareti degli organi interni, nei vasi sanguigni e nella pelle. La contrazione di questi muscoli non dipende dalla volontà della persona.

Principali gruppi muscolari:

I muscoli della testa comprendono la masticazione, la mimica, collegano la base del cranio con la colonna vertebrale.

Muscoli del collo. Possono essere divisi in muscoli superficiali e profondi.

I muscoli superficiali del collo comprendono: l'ampio muscolo sottocutaneo del collo, il muscolo sternocleidomastoideo ei muscoli associati all'osso ioide.

I muscoli profondi del collo comprendono: gruppi laterali e mediali.

I muscoli della schiena comprendono: il muscolo latissimus dorsi (si estende, adduce e della spalla), il muscolo che solleva la scapola, ecc. I muscoli profondi includono: il muscolo - l'estensore della colonna vertebrale, i muscoli che sollevano le costole, il grande muscolo retto posteriore della testa, muscolo obliquo superiore della testa, muscolo obliquo inferiore della testa.

Muscoli pettorali:

Il muscolo pettorale maggiore (quando si fissa il torace conduce, flette leggermente la spalla);

Piccolo muscolo pettorale (partecipa all'ispirazione);

Il muscolo succlavio (con una clavicola fissa, contraendosi, solleva la costola - muscoli respiratori ausiliari);

Serrato anteriore (quando il muscolo si contrae, la scapola e l'arto superiore vengono bruscamente portati in avanti);

muscoli intercostali esterni;

Muscoli intercostali interni (quando i muscoli intercostali si contraggono, ciascuna costola si alza e contemporaneamente ruota intorno asse longitudinale che aumenta il volume del torace - inalazione);

muscoli sottocostali;

Muscolo toracico trasversale (partecipa all'espirazione).

Muscoli addominali:

retto addominale;

Muscolo piramidale (si estende linea bianca addome);

Muscolo addominale obliquo esterno;

Muscolo obliquo interno dell'addome;

muscolo addominale trasversale;

Il muscolo quadrato della parte bassa della schiena (con contrazione bilaterale, flette leggermente il corpo e riduce la lordosi lombare, con contrazione unilaterale, inclina la colonna vertebrale nella sua direzione e gira nella parte inferiore toracica e regioni lombari al lato opposto).

La funzione principale dell'apparato muscolare del tronco e della testa è quella di mantenere il corpo in uno stato di equilibrio, di assicurare la mobilità (flessione, estensione, inclinazioni laterali, rotazioni circolari) della colonna vertebrale, del torace e della testa e di vincere le resistenze e la gravità di vari oggetti.

Muscoli dell'arto superiore.

Muscoli delle spalle:

Muscolo cora-brachiale (flette, adduce la spalla);

Bicipite brachiale (flette la spalla e l'avambraccio)

Muscolo della spalla (flette fortemente l'avambraccio);

Il muscolo tricipite della spalla (estende fortemente l'arto superiore nel gomito e debolmente nelle articolazioni della spalla);

Muscolo del gomito (estende l'articolazione del gomito).

Muscoli dell'avambraccio (gruppo anteriore):

Muscolo del raggio della spalla;

Muscolo - flessore radiale del polso (flette e abduce la mano);

Muscolo palmare lungo;

Muscolo - flessore ulnare del polso (flette e contemporaneamente conduce il pennello);

Muscolo - flessore superficiale delle dita;

Muscolo - flessore profondo delle dita;

Muscolo - lungo flessore pollice.

Gruppo posteriore:

Muscolo - lungo estensore radiale del polso;

Muscolo: estensore radiale corto del polso;

Muscolo - estensore delle dita;

Muscolo - estensore del mignolo;

Muscolo - estensore ulnare del polso;

Muscolo lungo che abduce il pollice della mano;

Muscolo: un breve estensore del pollice;

Muscolo - lungo estensore del dito;

Il muscolo è l'estensore del dito indice.

Muscoli della mano.

Gli arti superiori sono le parti più mobili dell'apparato di movimento del corpo umano. Sono adattati a carichi di potenza significativi: avvicinarsi al corpo di un oggetto catturato; sollevare o tenere un oggetto sul peso; repulsione; sollevamento (abbassamento); movimenti d'urto; rotazione; pressione su un oggetto in direzione verticale.

Muscoli dell'arto inferiore.

I muscoli dell'arto inferiore si dividono in muscoli del cingolo pelvico e muscoli dell'arto inferiore libero (muscoli della coscia, della parte inferiore della gamba e del piede).

Muscoli della cintura pelvica:

muscolo ileopsoas;

psoas maggiore;

muscolo iliaco;

Piccolo muscolo psoas;

Grande gluteo;

Gluteo medio;

Piccolo muscolo gluteo;

muscolo piriforme;

muscolo di bloccaggio interno;

Muscoli gemelli superiori e inferiori;

Muscolo quadrato della coscia;

Muscolo di bloccaggio esterno.

Muscoli dell'arto inferiore libero.

Muscoli della coscia. Si dividono in tre gruppi: anteriori, posteriori e mediali.

gruppo frontale.

Sartorio;

Quadricipite femorale;

Muscolo articolare del ginocchio.

gruppo posteriore.

muscolo semitendinoso;

muscolo semimembranoso;

bicipite femorale;

Muscolo popliteo.

Gruppo mediale.

pettine muscolare;

muscolo lungo;

Muscolo adduttore lungo;

Muscolo adduttore corto;

Grande muscolo adduttore;

Muscolo sottile.

Muscoli delle gambe. Si dividono in tre gruppi: anteriori, laterali e posteriori.

gruppo frontale.

tibiale anteriore;

Muscolo - lungo estensore delle dita;

Il muscolo è il lungo estensore dell'alluce.

gruppo laterale.

Muscolo peroneo lungo;

Muscolo peroneo corto.

gruppo posteriore. I muscoli del gruppo posteriore della parte inferiore della gamba sono divisi in due strati: superficiale e profondo.

Muscolo tricipite della parte inferiore della gamba;

Muscolo del polpaccio;

muscolo soleo;

muscolo plantare;

Muscolo - lungo flessore delle dita;

Muscolo - lungo flessore dell'alluce;

Tibiale posteriore.

Muscoli del piede. Sono divisi in dorsali (estensori) e plantari (principalmente flessori).

La funzione degli arti inferiori nel corpo umano è determinata dal supporto (in piedi) e dalla locomozione (camminare, correre, ecc.). Effetto significativo sulla funzione degli arti inferiori centro comune gravità del corpo umano.

Loskutov Olga

Tessuto muscolare scheletrico

Schema in sezione di un muscolo scheletrico.

La struttura del muscolo scheletrico

Tessuto muscolare scheletrico (striato).- tessuto elastico, elastico, in grado di contrarsi sotto l'influenza degli impulsi nervosi: uno dei tipi di tessuto muscolare. Forma i muscoli scheletrici di esseri umani e animali, progettati per eseguire varie azioni: movimenti del corpo, contrazioni corde vocali, respirazione. I muscoli sono costituiti dal 70-75% di acqua.

Istogenesi

La fonte dello sviluppo dei muscoli scheletrici sono le cellule del miotomo - i mioblasti. Alcuni di essi si differenziano nei luoghi di formazione dei cosiddetti muscoli autoctoni. Altri migrano dai miotomi al mesenchima; allo stesso tempo sono già determinati, sebbene esternamente non differiscano dalle altre cellule del mesenchima. La loro differenziazione continua nei luoghi di deposizione di altri muscoli del corpo. Nel corso della differenziazione si formano 2 linee cellulari. Le cellule del primo si fondono formando simplasti - tubi muscolari (miotubi). Le cellule del secondo gruppo rimangono indipendenti e si differenziano in miosatelliti (miosatellitociti).

Nel primo gruppo si verifica la differenziazione di specifici organelli delle miofibrille, che gradualmente occupano maggior parte lume del miotubo, spingendo i nuclei cellulari verso la periferia.

Le cellule del secondo gruppo rimangono indipendenti e si trovano sulla superficie dei miotubi.

Struttura

L'unità strutturale del tessuto muscolare è la fibra muscolare. È costituito da un miosimplasto e da miosatellociti (cellule compagne) ricoperti da una comune membrana basale.

La lunghezza della fibra muscolare può raggiungere diversi centimetri con uno spessore di 50-100 micrometri.

La struttura del miosimplasto

La struttura dei miosatelliti

I miosatelliti sono cellule mononucleari adiacenti alla superficie del miosimplasto. Queste cellule sono scarsamente differenziate e fungono da cellule staminali del tessuto muscolare adulto. In caso di danneggiamento della fibra o di un prolungato aumento del carico, le cellule iniziano a dividersi, assicurando la crescita del miosimplasto.

Meccanismo di azione

L'unità funzionale del muscolo scheletrico è l'unità motoria (MU). ME include un gruppo fibre muscolari e il motoneurone che li innerva. Il numero di fibre muscolari che compongono una UI varia nei diversi muscoli. Ad esempio, dove è richiesto un controllo preciso dei movimenti (nelle dita o nei muscoli dell'occhio), le unità motorie sono piccole e non contengono più di 30 fibre. E nel muscolo del polpaccio, dove non è necessario un controllo preciso, ci sono più di 1000 fibre muscolari nell'UI.

Le unità motorie di un muscolo possono essere diverse. A seconda della velocità di contrazione, le unità motorie sono suddivise in lente (lente (S-ME)) e veloci (veloci (F-ME)). E F-ME, a sua volta, è suddiviso in base alla resistenza alla fatica in resistente alla fatica rapida (FR-ME)) e alla fatica rapida (faticabile rapidamente (FF-ME)).

I motoneuroni ME che innervano questi dati sono suddivisi di conseguenza. Esistono motoneuroni S (S-MN), motoneuroni FF (F-MN) e motoneuroni FR (FR-MN) S-ME sono caratterizzati da un alto contenuto di proteina mioglobina, che è in grado di legare l'ossigeno ( O2). I muscoli composti prevalentemente da questo tipo di ME sono chiamati rossi a causa del loro colore rosso scuro. I muscoli rossi svolgono la funzione di mantenere la postura di una persona. L'affaticamento finale di tali muscoli avviene molto lentamente e, al contrario, il ripristino delle funzioni avviene molto rapidamente.

Questa capacità è dovuta alla presenza di mioglobina e un largo numero mitocondri. Le UI del muscolo rosso in genere contengono un gran numero di fibre muscolari. Gli FR-ME sono muscoli in grado di eseguire contrazioni rapide senza affaticamento evidente. Le fibre FR-ME contengono un gran numero di mitocondri e sono in grado di formare ATP attraverso la fosforilazione ossidativa.

Di norma, il numero di fibre in FR-ME è inferiore rispetto a S-ME. Le fibre FF-ME sono caratterizzate da un contenuto di mitocondri inferiore rispetto a FR-ME e anche dal fatto che in esse si forma ATP a causa della glicolisi. Mancano di mioglobina, motivo per cui i muscoli composti da questo tipo di ME sono chiamati bianchi. I muscoli bianchi sviluppano una forte e rapida contrazione, ma si stancano piuttosto rapidamente.

Funzione

Questo tipo di tessuto muscolare fornisce la capacità di eseguire movimenti volontari. Un muscolo che si contrae agisce sulle ossa o sulla pelle a cui si attacca. In questo caso, uno dei punti di attacco rimane immobile, il cosiddetto punto di fissazione (

Muscoli scheletrici - parte attiva sistema muscolo-scheletrico, che comprende anche ossa, legamenti, tendini e le loro articolazioni. Da un punto di vista funzionale, anche i motoneuroni che provocano l'eccitazione delle fibre muscolari possono essere attribuiti all'apparato motorio. L'assone del motoneurone si ramifica all'ingresso del muscolo scheletrico e ogni ramo è coinvolto nella formazione di una sinapsi neuromuscolare su una fibra muscolare separata.

Il motoneurone, insieme alle fibre muscolari che innerva, è chiamato unità neuromotoria (o motoria) (MU). Nei muscoli oculari, un'unità motoria contiene 13-20 fibre muscolari, nei muscoli del corpo - da 1 tonnellata di fibre, nel muscolo soleo - 1500-2500 fibre. Le fibre muscolari di una MU hanno le stesse proprietà morfofunzionali.

funzioni del muscolo scheletrico sono: 1) il movimento del corpo nello spazio; 2) movimento delle parti del corpo l'una rispetto all'altra, compresa l'attuazione di movimenti respiratori che forniscono ventilazione dei polmoni; 3) mantenere la posizione e la postura del corpo. Inoltre, i muscoli striati sono importanti per generare calore per mantenere l'omeostasi della temperatura e per immagazzinare alcuni nutrienti.

Proprietà fisiologiche dei muscoli scheletrici allocare:

1)eccitabilità. A causa dell'elevata polarizzazione delle membrane delle fibre muscolari striate (90 mV), la loro eccitabilità è inferiore a quella delle fibre nervose. La loro ampiezza del potenziale d'azione (130 mV) è maggiore di quella di altre cellule eccitabili. Ciò rende abbastanza facile registrare l'attività bioelettrica dei muscoli scheletrici nella pratica. La durata del potenziale d'azione è di 3-5 ms. Ciò determina il breve periodo di assoluta refrattarietà delle fibre muscolari;

conducibilità. La velocità di eccitazione lungo la membrana della fibra muscolare è di 3-5 m/s;

contrattilità. Rappresenta una proprietà specifica delle fibre muscolari di modificare la loro lunghezza e tensione durante lo sviluppo dell'eccitazione.

Anche i muscoli scheletrici hanno elasticità e viscosità.

Modalità e tipi di contrazioni muscolari. Modalità isotonica - il muscolo si accorcia in assenza di un aumento della sua tensione. Tale contrazione è possibile solo per un muscolo isolato (rimosso dal corpo).

Modalità isometrica - la tensione muscolare aumenta e la lunghezza praticamente non diminuisce. Tale riduzione si osserva quando si tenta di sollevare un carico insopportabile.

Modalità auxotonica il muscolo si accorcia e la sua tensione aumenta. Questa riduzione è più spesso osservata nell'implementazione attività lavorativa persona. Invece del termine "modalità auxotonica", viene spesso utilizzato il nome modalità concentrica.

Esistono due tipi di contrazioni muscolari: singole e tetaniche.

contrazione di un singolo muscolo si manifesta come risultato dello sviluppo di una singola onda di eccitazione nelle fibre muscolari. Ciò può essere ottenuto esponendo il muscolo a uno stimolo molto breve (circa 1 ms). Nello sviluppo di una singola contrazione muscolare si distinguono un periodo di latenza, una fase di accorciamento e una fase di rilassamento. La contrazione muscolare inizia a manifestarsi dopo 10 ms dall'inizio dell'esposizione allo stimolo. Questo intervallo di tempo è chiamato periodo di latenza (Fig. 5.1). Questo sarà seguito dallo sviluppo dell'accorciamento (durata circa 50 ms) e del rilassamento (50-60 ms). Si ritiene che l'intero ciclo di una singola contrazione muscolare richieda in media 0,1 s. Ma va tenuto presente che la durata di una singola contrazione in diversi muscoli può variare notevolmente. Dipende anche dallo stato funzionale del muscolo. Il tasso di contrazione e soprattutto di rilassamento rallenta con lo sviluppo dell'affaticamento muscolare. I muscoli veloci che hanno un breve periodo di singola contrazione includono i muscoli della lingua e la palpebra che si chiude.

Riso. 5.1. Rapporti temporali di diverse manifestazioni di eccitazione delle fibre muscolari scheletriche: a - rapporto tra potenziale d'azione, rilascio di Ca 2+ nel sarcoplasma e contrazione: / - periodo di latenza; 2 - Grasso solido vegetale o animale per cucinare; 3 - rilassamento; b - il rapporto tra potenziale d'azione, contrazione e livello di eccitabilità

Sotto l'influenza di un singolo stimolo, sorge prima un potenziale d'azione e solo allora inizia a svilupparsi un periodo di accorciamento. Continua anche dopo la fine della ripolarizzazione. Il ripristino della polarizzazione originaria del sarcolemma indica anche il ripristino dell'eccitabilità. Di conseguenza, sullo sfondo dello sviluppo della contrazione nelle fibre muscolari, possono essere indotte nuove onde di eccitazione, il cui effetto contrattile verrà riassunto.

contrazione tetanica O tetano chiamata contrazione muscolare, che appare come risultato del verificarsi nelle unità motorie di numerose onde di eccitazione, il cui effetto contrattile è riassunto in ampiezza e tempo.

Ci sono tetano dentato e liscio. Per ottenere un tetano dentato, è necessario stimolare il muscolo con una frequenza tale che ogni impatto successivo venga applicato dopo la fase di accorciamento, ma fino alla fine del rilassamento. Il tetano liscio si ottiene con stimolazioni più frequenti, quando vengono applicate esposizioni successive durante lo sviluppo dell'accorciamento del muscolo. Ad esempio, se la fase di accorciamento di un muscolo è di 50 ms e la fase di rilassamento è di 60 ms, allora per ottenere un tetano dentato è necessario stimolare questo muscolo con una frequenza di 9-19 Hz, per ottenerne uno liscio - con una frequenza di almeno 20 Hz.

Nonostante

Ampiezza tagli

rilassato

Pessimo

per irritazione continua, muscolo

30 hertz

1 Hz 7 Hz

200 hz

50Hz

Frequenza di stimolazione

Riso. 5.2. Dipendenza dell'ampiezza della contrazione dalla frequenza della stimolazione (la forza e la durata degli stimoli rimangono invariate)

Per dimostrazione vari tipi il tetano di solito usa la registrazione delle contrazioni di un muscolo gastrocnemio di rana isolato su un chimografo. Un esempio di tale chimogramma è mostrato in Fig. 5.2. L'ampiezza di una singola contrazione è minima, aumenta con il tetano seghettato e diventa massima con il tetano liscio. Uno dei motivi di questo aumento di ampiezza è che quando si verificano frequenti onde di eccitazione nel sarcoplasma delle fibre muscolari, il Ca 2+ si accumula, stimolando l'interazione delle proteine ​​​​contrattili.

Con un graduale aumento della frequenza di stimolazione, l'aumento della forza e dell'ampiezza della contrazione muscolare arriva solo fino a un certo limite - risposta ottimale. La frequenza di stimolazione che provoca la massima risposta del muscolo è detta ottimale. Un ulteriore aumento della frequenza di stimolazione è accompagnato da una diminuzione dell'ampiezza e della forza della contrazione. Questo fenomeno è chiamato risposta pessima, e le frequenze di irritazione che superano il valore ottimale sono pessimali. I fenomeni di ottimo e pessimo furono scoperti da N.E. Vvedensky.

Quando valutano l'attività funzionale dei muscoli, parlano del loro tono e delle contrazioni fasiche. tono muscolare chiamato uno stato di tensione continua continua. In questo caso, potrebbe non esserci un accorciamento visibile del muscolo dovuto al fatto che l'eccitazione non si verifica in tutte, ma solo in alcune unità motorie del muscolo e non sono eccitate in modo sincrono. contrazione muscolare fasica chiamato accorciamento a breve termine del muscolo, seguito dal suo rilassamento.

Strutturalmente- funzionale caratteristiche della fibra muscolare. L'unità strutturale e funzionale del muscolo scheletrico è la fibra muscolare, che è una cellula multinucleata allungata (0,5-40 cm di lunghezza). Lo spessore delle fibre muscolari è di 10-100 micron. Il loro diametro può aumentare con carichi di allenamento intensi, mentre il numero delle fibre muscolari può aumentare solo fino a 3-4 mesi di età.

La membrana della fibra muscolare è chiamata sarcolemma citoplasma - sarcoplasma. Nel sarcoplasma sono presenti nuclei, numerosi organelli, il reticolo sarcoplasmatico, che comprende tubuli longitudinali e i loro ispessimenti - serbatoi, che contengono riserve di Ca 2+ I serbatoi sono adiacenti ai tubuli trasversali che penetrano nella fibra nella direzione trasversale (Fig. 5.3) .

Nel sarcoplasma, lungo la fibra muscolare corrono circa 2000 miofibrille (spesse circa 1 micron), che comprendono filamenti formati dal plesso di molecole proteiche contrattili: actina e miosina. Le molecole di actina formano filamenti sottili (miofilamenti) che giacciono paralleli tra loro e penetrano in una sorta di membrana chiamata linea Z o striscia. Le linee Z si trovano perpendicolarmente all'asse lungo della miofibrilla e dividono la miofibrilla in sezioni lunghe 2-3 µm. Queste aree sono chiamate sarcomeri.

Cisterna del Sarcolemma

tubulo trasversale

Sarcomero

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Sarcomero accorciato

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Sarcomero rilassato

Riso. 5.3. La struttura del sarcomero della fibra muscolare: linee Z - limita il sarcomero, /! - disco anisotropico (scuro), / - disco isotropo (chiaro), zona H (meno scura)

Il sarcomero è l'unità contrattile della miofibrilla.Al centro del sarcomero, spessi filamenti formati da molecole di miosina giacciono strettamente ordinati uno sopra l'altro, e sottili filamenti di actina sono similmente situati lungo i bordi del sarcomero. Le estremità dei filamenti di actina si estendono tra le estremità dei filamenti di miosina.

La parte centrale del sarcomero (larghezza 1,6 μm), in cui giacciono i filamenti di miosina, appare scura al microscopio. Questa area scura può essere tracciata attraverso l'intera fibra muscolare, poiché i sarcomeri delle miofibrille vicine si trovano rigorosamente simmetricamente uno sopra l'altro. Le aree scure dei sarcomeri sono chiamate dischi A dalla parola "anisotropo".Queste aree hanno birifrangenza in luce polarizzata. Le aree ai bordi del disco A, dove i filamenti di actina e miosina si sovrappongono, appaiono più scure che al centro, dove si trovano solo i filamenti di miosina. Questa regione centrale è chiamata striscia H.

Le aree della miofibrilla, in cui si trovano solo i filamenti di actina, non hanno birifrangenza, sono isotropiche. Da qui il loro nome: I-disc. Al centro dell'I-disk c'è una stretta linea scura formata dalla membrana Z. Questa membrana mantiene i filamenti di actina di due sarcomeri adiacenti in uno stato ordinato.

La composizione del filamento di actina, oltre alle molecole di actina, comprende anche le proteine ​​​​tropomiosina e troponina, che influenzano l'interazione dei filamenti di actina e miosina. Nella molecola di miosina ci sono sezioni chiamate testa, collo e coda. Ciascuna di queste molecole ha una coda e due teste con il collo. Ogni testa ha un centro chimico che può attaccare l'ATP e un sito che gli permette di legarsi al filamento di actina.

Durante la formazione di un filamento di miosina, le molecole di miosina si intrecciano con le loro lunghe code situate al centro di questo filamento e le teste sono più vicine alle sue estremità (Fig. 5.4). Il collo e la testa formano una sporgenza che sporge dai filamenti di miosina. Queste proiezioni sono chiamate ponti trasversali. Sono mobili e grazie a tali ponti i filamenti di miosina possono stabilire una connessione con i filamenti di actina.

Quando l'ATP è attaccato alla testa della molecola di miosina, il ponte si accende poco tempo situato ad un angolo ottuso rispetto alla coda. IN momento successivo si verifica una scissione parziale dell'ATP e, a causa di ciò, la testa si alza, va in una posizione energizzata, in cui può legarsi al filamento di actina.

Le molecole di actina formano una trolonina a doppia elica

Centro di comunicazione con ATP

Una sezione di un filamento sottile (le molecole di tropomiosina si trovano lungo le catene di actina, trolonina ai nodi dell'elica)

Collo

Coda

Tropomioein tio

Molecola di miosina ad alto ingrandimento

Una sezione di un filamento spesso (sono visibili le teste delle molecole di miosina)

filamento di actina

Testa

+ Ca 2+

Sa 2+ "*Sa 2+

ADP-F

Sa 2+ N

Rilassamento

Il ciclo dei movimenti della testa della miosina durante la contrazione muscolare

miosina 0 + ATP

Riso. 5.4. La struttura dei filamenti di actina e miosina, il movimento delle teste di miosina durante la contrazione e il rilassamento muscolare. Spiegazione nel testo: 1-4 - fasi del ciclo

Meccanismo di contrazione delle fibre muscolari. L'eccitazione di una fibra muscolare scheletrica in condizioni fisiologiche è causata solo da impulsi provenienti dai motoneuroni. L'impulso nervoso attiva la sinapsi neuromuscolare, provoca il verificarsi di PK.P e il potenziale della piastra terminale fornisce la generazione di un potenziale d'azione al sarcolemma.

Il potenziale d'azione si propaga sia lungo la membrana superficiale della fibra muscolare che in profondità nei tubuli trasversali. In questo caso si verificano la depolarizzazione delle cisterne del reticolo sarcoplasmatico e l'apertura dei canali Ca 2+. Poiché la concentrazione di Ca 2+ nel sarcoplasma è 1 (G 7 -1 (G b M), e nelle cisterne è circa 10.000 volte superiore, quando i canali del Ca 2+ si aprono, il calcio lascia le cisterne lungo il gradiente di concentrazione nel sarcoplasma, si diffonde ai miofilamenti e avvia i processi che assicurano la contrazione. Pertanto, il rilascio di ioni Ca 2+

nel sarcoplasma c'è un fattore che coniuga l'elettrico cieli e fenomeni meccanici nella fibra muscolare. Gli ioni Ca 2+ si legano alla troponina e questo, con la partecipazione del tropomio- zia, porta all'apertura (sblocco) delle regioni di actina ululare filamenti che possono legarsi alla miosina. Successivamente, le teste di miosina energizzate formano ponti con l'actina e si verifica la rottura finale dell'ATP, precedentemente catturato e trattenuto dalle teste di miosina. L'energia ricevuta dalla scissione dell'ATP viene utilizzata per far ruotare le teste della miosina verso il centro del sarcomero. Con questa rotazione, le teste di miosina trascinano i filamenti di actina, spostandoli tra i filamenti di miosina. In un colpo, la testa può far avanzare il filamento di actina del -1% della lunghezza del sarcomero. Per la massima contrazione sono necessari ripetuti movimenti di canottaggio delle teste. Ciò si verifica quando c'è una concentrazione sufficiente di ATP e Sa 2+ nel sarcoplasma. Affinché la testa della miosina si muova di nuovo, deve essere attaccata ad essa una nuova molecola di ATP. La connessione dell'ATP provoca un'interruzione nella connessione tra la testa della miosina e l'actina, e per un momento prende la sua posizione originale, dalla quale può procedere per interagire con una nuova sezione del filamento di actina e fare un nuovo movimento di rematura.

Questa teoria del meccanismo di contrazione muscolare è chiamata la teoria dei "fili scorrevoli"

Per rilassare la fibra muscolare è necessario che la concentrazione di ioni Ca 2+ nel sarcoplasma diventi inferiore a 10 -7 M/l. Ciò è dovuto al funzionamento della pompa del calcio, che supera il Ca 2+ dal sarcoplasma al reticolo. Inoltre, per il rilassamento muscolare, è necessario rompere i ponti tra le teste di miosina e l'actina. Tale divario si verifica in presenza di molecole di ATP nel sarcoplasma e del loro legame con le teste di miosina. Dopo che le teste sono state staccate, le forze elastiche allungano il sarcomero e spostano i filamenti di actina nella loro posizione originale. Le forze elastiche si formano a causa di: 1) trazione elastica delle proteine ​​cellulari elicoidali incluse nella struttura del sarcomero; 2) proprietà elastiche delle membrane del reticolo sarcoplasmatico e del sarcolemma; 3) l'elasticità del tessuto connettivo del muscolo, dei tendini e l'azione delle forze gravitazionali.

Forza muscolare. La forza di un muscolo è determinata dal valore massimo del carico che può sollevare, ovvero dalla massima forza (tensione) che può sviluppare in condizioni di contrazione isometrica.

Una singola fibra muscolare è in grado di sviluppare una tensione di 100-200 mg. Ci sono circa 15-30 milioni di fibre nel corpo. Se agissero in parallelo in una direzione e allo stesso tempo, potrebbero creare una tensione di 20-30 tonnellate.

La forza muscolare dipende da una serie di fattori morfofunzionali, fisiologici e fisici.

La forza muscolare aumenta con un aumento della loro area della sezione trasversale geometrica e fisiologica. Per determinare la sezione trasversale fisiologica di un muscolo, la somma delle sezioni trasversali di tutte le fibre muscolari si trova lungo una linea tracciata perpendicolarmente al decorso di ciascuna fibra muscolare.

In un muscolo con andamento parallelo delle fibre (sartoria), le sezioni trasversali geometriche e fisiologiche sono uguali. Nei muscoli con decorso obliquo delle fibre (intercostali), la sezione fisiologica è maggiore di quella geometrica, e ciò contribuisce ad un aumento della forza muscolare. La sezione fisiologica e la forza dei muscoli con una disposizione piumata (la maggior parte dei muscoli del corpo) delle fibre muscolari aumenta ancora di più.

Essere in grado di confrontare la forza delle fibre muscolari nei muscoli con diversi struttura istologica ha introdotto il concetto di forza muscolare assoluta.

Forza muscolare assoluta- la forza massima sviluppata dal muscolo, espressa in 1 cm 2 di sezione fisiologica. La forza assoluta del bicipite - 11,9 kg / cm 2, il muscolo tricipite della spalla - 16,8 kg / cm 2, il polpaccio 5,9 kg / cm 2, liscio - 1 kg / cm 2

La forza di un muscolo dipende dalla percentuale di diversi tipi di unità motorie che compongono quel muscolo. Rapporto tipi diversi le unità motorie nello stesso muscolo nelle persone non sono le stesse.

Si distinguono i seguenti tipi di unità motorie: a) lente, instancabili (hanno un colore rosso) - hanno poca forza, ma possono rimanere a lungo in uno stato di contrazione tonica senza segni di affaticamento; b) veloce, facilmente affaticabile (avere Colore bianco) - le loro fibre hanno una grande forza di contrazione; c) veloci, resistenti alla fatica - hanno una forza di contrazione relativamente grande e la fatica si sviluppa lentamente in esse.

A persone diverse il rapporto tra il numero di unità motorie lente e veloci nello stesso muscolo è determinato geneticamente e può variare in modo significativo. Pertanto, nel muscolo quadricipite della coscia umana, il contenuto relativo di fibre di rame può variare dal 40 al 98%. Maggiore è la percentuale di fibre lente nei muscoli umani, più sono adattate al lavoro a lungo termine, ma a bassa potenza. Gli individui con un'alta percentuale di unità motorie forti e veloci sono in grado di sviluppare una grande forza ma sono inclini ad affaticarsi rapidamente. Bisogna però tenere presente che la fatica dipende anche da molti altri fattori.

La forza muscolare aumenta con uno stretching moderato. Ciò è dovuto al fatto che un moderato allungamento del sarcomero (fino a 2,2 μm) aumenta il numero di ponti che possono formarsi tra actina e miosina. Quando un muscolo viene allungato, in esso si sviluppa anche una trazione elastica, finalizzata all'accorciamento. Questa spinta si aggiunge alla forza sviluppata dal movimento delle teste di miosina.

La forza muscolare è regolata dal sistema nervoso modificando la frequenza degli impulsi inviati al muscolo, sincronizzando l'eccitazione di un gran numero di unità motorie e scegliendo i tipi di unità motorie. La forza delle contrazioni aumenta: a) con un aumento del numero di unità motorie eccitate coinvolte nella risposta; b) con un aumento della frequenza delle onde di eccitazione in ciascuna delle fibre attivate; c) durante la sincronizzazione delle onde di eccitazione nelle fibre muscolari; d) all'attivazione di unità motorie forti (bianche).

Prima (se è necessario un piccolo sforzo), vengono attivate le unità motorie lente e instancabili, poi quelle veloci e resistenti alla fatica. E se è necessario sviluppare una forza superiore al 20-25% del massimo, nella contrazione sono coinvolte unità motorie veloci e facilmente affaticabili.

A una tensione fino al 75% del massimo possibile, vengono attivate quasi tutte le unità motorie e si verifica un ulteriore aumento della forza dovuto all'aumento della frequenza degli impulsi che arrivano alle fibre muscolari.

Con contrazioni deboli, la frequenza degli impulsi negli assoni dei motoneuroni è di 5-10 imp/s, e con una grande forza di contrazione può raggiungere fino a 50 imp/s.

IN infanzia L'aumento della forza è dovuto principalmente ad un aumento dello spessore delle fibre muscolari, e questo è dovuto ad un aumento del numero di miofibrille. L'aumento del numero di fibre è insignificante.

Quando si allenano i muscoli degli adulti, un aumento della loro forza è associato ad un aumento del numero di miofibrille, mentre un aumento della resistenza è dovuto ad un aumento del numero di mitocondri e all'intensità della sintesi di ATP dovuta ai processi aerobici.

Esiste una relazione tra forza e velocità di accorciamento. Il tasso di contrazione muscolare è tanto maggiore quanto maggiore è la sua lunghezza (a causa della somma degli effetti contrattili dei sarcomeri) e dipende dal carico sul muscolo. All'aumentare del carico, la velocità di contrazione diminuisce. I carichi pesanti possono essere sollevati solo quando ci si muove lentamente. massima velocità la contrazione ottenuta con la contrazione dei muscoli umani è di circa 8 m/s.

La forza della contrazione muscolare diminuisce con lo sviluppo della fatica.

La fatica e le sue basi fisiologiche.fatica chiamato un temporaneo calo delle prestazioni, dovuto al lavoro precedente e che scompare dopo un periodo di riposo.

La fatica si manifesta con una diminuzione forza muscolare, velocità e precisione dei movimenti, cambiamenti nelle prestazioni del sistema cardiorespiratorio e regolazione autonomica, deterioramento degli indicatori delle funzioni del sistema nervoso centrale. Quest'ultimo è evidenziato da una diminuzione della velocità delle reazioni mentali più semplici, un indebolimento dell'attenzione, della memoria, un deterioramento degli indicatori del pensiero e un aumento del numero di azioni errate.

Soggettivamente, la stanchezza può manifestarsi con una sensazione di affaticamento, comparsa di dolori muscolari, palpitazioni, sintomi di mancanza di respiro, desiderio di ridurre il carico o smettere di lavorare. I sintomi della fatica possono variare a seconda del tipo di lavoro, della sua intensità e del grado di fatica. Se la fatica è causata dal lavoro mentale, di norma i sintomi di ridotta funzionalità sono più pronunciati. attività mentale. Con un lavoro muscolare molto intenso possono emergere sintomi di disturbi a livello dell'apparato neuromuscolare.

La fatica, che si sviluppa nelle condizioni della normale attività lavorativa, sia durante il lavoro muscolare che mentale, ha meccanismi di sviluppo in gran parte simili. In entrambi i casi, i processi di affaticamento si sviluppano prima nel nervoso centri. Un indicatore di ciò è una diminuzione della mente naturale capacità lavorativa con affaticamento fisico e con affaticamento mentale - una diminuzione dell'efficienza noi cervicale attività.

riposo chiamato lo stato di riposo o l'esecuzione di una nuova attività, in cui la fatica viene eliminata e la capacità lavorativa viene ripristinata. LORO. Sechenov ha dimostrato che il ripristino della capacità lavorativa avviene più rapidamente se, durante il riposo dopo l'affaticamento di un gruppo muscolare (ad esempio, la mano sinistra), il lavoro viene eseguito da un altro gruppo muscolare ( mano destra). Ha chiamato questo fenomeno "ricreazione attiva"

Recupero chiamati i processi che assicurano l'eliminazione di una carenza di energia e sostanze plastiche, la riproduzione di strutture consumate o danneggiate durante il funzionamento, l'eliminazione di metaboliti in eccesso e deviazioni dell'omeostasi dal livello ottimale.

La durata del periodo necessario per il recupero del corpo dipende dall'intensità e dalla durata del lavoro. Maggiore è l'intensità del lavoro, minore è il tempo necessario per fare periodi di riposo.

Vari indicatori di processi fisiologici e biochimici vengono ripristinati in momenti diversi dalla fine dell'attività fisica. Uno dei test importanti della velocità di recupero è determinare il tempo durante il quale la frequenza cardiaca ritorna al livello caratteristico del periodo di riposo. Il tempo di recupero della frequenza cardiaca dopo un test da sforzo moderato in una persona sana non deve superare i 5 minuti.

Con molto intenso attività fisica i fenomeni di affaticamento si sviluppano non solo nel sistema nervoso centrale, ma anche nelle sinapsi neuromuscolari, oltre che nei muscoli. Nel sistema della preparazione neuromuscolare, le fibre nervose hanno il minimo affaticamento, la sinapsi neuromuscolare ha il massimo affaticamento e il muscolo occupa una posizione intermedia. Le fibre nervose possono condurre potenziali d'azione ad alta frequenza per ore senza segni di affaticamento. Con la frequente attivazione della sinapsi, l'efficienza della trasmissione dell'eccitazione prima diminuisce, quindi si verifica un blocco della sua conduzione. Ciò è dovuto a una diminuzione della fornitura del mediatore e dell'ATP nel terminale presinaptico, una diminuzione della sensibilità della membrana postsinaptica all'acetilcolina.

Sono state proposte numerose teorie sul meccanismo per lo sviluppo della fatica in un muscolo che lavora molto intensamente: a) la teoria dell '"esaurimento" - l'esaurimento delle riserve di ATP e delle fonti della sua formazione (creatina fosfato, glicogeno, acidi grassi) , b) la teoria del "soffocamento" - la mancanza di apporto di ossigeno è proposta in primo luogo nelle fibre del muscolo che lavora; c) la teoria dell'"intasamento", che spiega la fatica con l'accumulo di acido lattico e prodotti metabolici tossici nel muscolo. Attualmente il tempo è considerato che tutti questi fenomeni si verificano durante un lavoro molto intenso del muscolo.

È stato stabilito che viene eseguito il massimo lavoro fisico prima dello sviluppo della fatica moderare e il ritmo di lavoro (la regola dei carichi medi). Nella prevenzione dell'affaticamento sono importanti anche: il corretto rapporto tra periodi di lavoro e riposo, l'alternanza di lavoro mentale e fisico, la contabilità circadiana (circadiana), annuale e biologica individuale ritmi.

Forza muscolareè uguale al prodotto della forza muscolare per la velocità di accorciamento. La potenza massima si sviluppa a una velocità media di accorciamento muscolare. Per il muscolo del braccio, la potenza massima (200 W) viene raggiunta a una velocità di contrazione di 2,5 m/s.

5.2. Muscoli lisci

Proprietà fisiologiche e caratteristiche della muscolatura liscia.

I muscoli lisci lo sono parte integrale alcuni organi interni e partecipano a garantire le funzioni svolte da questi organi. In particolare regolano la pervietà dei bronchi per l'aria, il flusso sanguigno nei vari organi e tessuti, il movimento dei liquidi e del chimo (nello stomaco, nell'intestino, negli ureteri, nella cistifellea e nelle vie urinarie), espellono il feto dall'utero, dilatano o restringere le pupille (a causa della riduzione dei muscoli radiali o circolari iris), cambia la posizione dei capelli e il rilievo della pelle. Le cellule muscolari lisce sono a forma di fuso, lunghe 50-400 µm, spesse 2-10 µm.

I muscoli lisci, come i muscoli scheletrici, sono eccitabili, conduttivi e contrattili. A differenza dei muscoli scheletrici, che hanno elasticità, i muscoli lisci sono plastici (capaci di a lungo mantenere la lunghezza data loro dallo stretching senza aumentare lo stress). Questa proprietà è importante per la funzione di depositare cibo nello stomaco o fluidi nella cistifellea e nella vescica.

Peculiarità eccitabilità le fibre muscolari lisce sono in una certa misura associate al loro basso potenziale transmembrana (E 0 = 30-70 mV). Molte di queste fibre sono automatiche. La durata del potenziale d'azione in essi può raggiungere decine di millisecondi. Ciò accade perché il potenziale d'azione in queste fibre si sviluppa principalmente a causa dell'ingresso di calcio nel sarcoplasma dal fluido intercellulare attraverso i cosiddetti canali lenti del Ca 2+.

Velocità eccitazione nelle cellule muscolari lisce piccole - 2-10 cm / s. A differenza dei muscoli scheletrici, l'eccitazione in un muscolo liscio può essere trasmessa da una fibra all'altra nelle vicinanze. Tale trasferimento avviene a causa della presenza di nessi tra le fibre muscolari lisce, che hanno una bassa resistenza alla corrente elettrica e assicurano lo scambio tra le cellule Ca 2+ e altre molecole. Di conseguenza, la muscolatura liscia ha le proprietà del sincizio funzionale.

Contrattilità fibre muscolari lisce è caratterizzato da un lungo periodo di latenza (0,25-1,00 s) e una lunga durata (fino a 1 min) di una singola contrazione. I muscoli lisci hanno una forza di contrazione bassa, ma sono in grado di rimanere a lungo in una contrazione tonica senza sviluppare affaticamento. Ciò è dovuto al fatto che il muscolo liscio consuma 100-500 volte meno energia per mantenere la contrazione tetanica rispetto al muscolo scheletrico. Pertanto, le riserve di ATP consumate dalla muscolatura liscia hanno il tempo di recuperare anche durante la contrazione, e la muscolatura liscia di alcune strutture corporee è in uno stato di contrazione tonica per tutta la vita.

Condizioni per la contrazione della muscolatura liscia. La caratteristica più importante delle fibre muscolari lisce è che sono eccitate sotto l'influenza di numerosi stimoli. La normale contrazione del muscolo scheletrico è iniziata solo da un impulso nervoso che arriva alla sinapsi neuromuscolare. La contrazione della muscolatura liscia può essere causata sia da impulsi nervosi e sostanze biologicamente attive (ormoni, molti neurotrasmettitori, prostaglandine, alcuni metaboliti), sia da fattori fisici, come lo stretching. Inoltre, l'eccitazione della muscolatura liscia può verificarsi spontaneamente, a causa dell'automaticità.

L'altissima reattività dei muscoli lisci, la loro capacità di rispondere con la contrazione all'azione di vari fattori, crea notevoli difficoltà per correggere le violazioni del tono di questi muscoli nella pratica medica. Questo può essere visto nel trattamento asma bronchiale, ipertensione arteriosa, colite spastica e altre malattie che richiedono correzione attività contrattile muscoli lisci.

IN meccanismo molecolare la contrazione della muscolatura liscia presenta anche una serie di differenze rispetto al meccanismo di contrazione del muscolo scheletrico. I filamenti di actina e miosina nelle fibre muscolari lisce sono meno ordinati rispetto a quelli scheletrici, e quindi il muscolo liscio non ha striature trasversali. Non c'è alcuna proteina troponina nei filamenti di actina della muscolatura liscia e i centri molecolari di actina sono sempre aperti all'interazione con le teste di miosina. Perché avvenga questa interazione, è necessaria la scissione delle molecole di ATP e il trasferimento del fosfato alle teste della miosina. Quindi le molecole di miosina si intrecciano in fili e legano le loro teste alla miosina. Questo è seguito dalla rotazione delle teste di miosina, in cui i filamenti di actina vengono trascinati tra i filamenti di miosina e si verifica la contrazione.

La fosforilazione delle teste di miosina viene effettuata dall'enzima chinasi della catena leggera della miosina e la defosforilazione dalla fosfatasi della catena leggera della miosina. Se l'attività della miosina fosfatasi predomina sull'attività della chinasi, le teste della miosina vengono defosforilate, la connessione tra miosina e actina viene interrotta e il muscolo si rilassa.

Pertanto, affinché si verifichi la contrazione della muscolatura liscia, è necessario un aumento dell'attività della chinasi della catena leggera della miosina. La sua attività è regolata dal livello di Ca 2+ nel sarcoplasma. Quando viene stimolata una fibra muscolare liscia, il contenuto di calcio nel suo sarcoplasma aumenta. Questo aumento è dovuto all'assunzione di Ca^+ da due fonti: 1) spazio intercellulare; 2) reticolo sarcoplasmatico (Fig. 5.5). Inoltre, gli ioni Ca 2+ formano un complesso con la proteina calmodulina, che attiva la miosina chinasi.

La sequenza dei processi che portano allo sviluppo della contrazione della muscolatura liscia: l'ingresso di Ca 2 nel sarcoplasma - acti

calmodulina vazione (formando un complesso 4Ca 2+ - calmodulina) - attivazione della chinasi della catena leggera della miosina - fosforilazione delle teste di miosina - legame delle teste di miosina all'actina e rotazione della testa, in cui i filamenti di actina vengono tirati tra i filamenti di miosina.

Condizioni necessarie per il rilassamento della muscolatura liscia: 1) riduzione (fino a 10 M/lo meno) del contenuto di Ca 2+ nel sarcoplasma; 2) la rottura del complesso 4Ca 2+ -calmodulina, che porta a una diminuzione dell'attività della chinasi della catena leggera della miosina - defosforilazione delle teste di miosina, che porta a una rottura dei legami di actina e filamenti di miosina. Successivamente, le forze elastiche provocano un recupero relativamente lento della lunghezza originaria della fibra muscolare liscia, il suo rilassamento.

Controllare le domande e le attività

membrana cellulare

Riso. 5.5. Schema delle vie di ingresso del Ca 2+ nel sarcoplasma della muscolatura liscia

della cellula e la sua rimozione dal plasma: a - meccanismi che assicurano l'ingresso del Ca 2+ nel sarcoplasma e l'inizio della contrazione (il Ca 2+ proviene dall'ambiente extracellulare e dal reticolo sarcoplasmatico); b - modi per rimuovere Ca 2+ dal sarcoplasma e garantire il rilassamento

Influenza della norepinefrina attraverso i recettori a-adrenergici

Canale Ca 2+ ligando-dipendente

Canali "g perdita

Canale Ca 2+ dipendente dal potenziale

cellula muscolare liscia

adreno! recettoreFNoradrenalinaG

Assegna un nome ai tipi di muscoli umani. Quali sono le funzioni dei muscoli scheletrici?

Descrivere le proprietà fisiologiche dei muscoli scheletrici.

Qual è il rapporto tra potenziale d'azione, contrazione ed eccitabilità della fibra muscolare?

Quali sono le modalità e i tipi di contrazioni muscolari?

Fornire le caratteristiche strutturali e funzionali della fibra muscolare.

Cosa sono le unità motorie? Elencare i loro tipi e caratteristiche.

Qual è il meccanismo di contrazione e rilassamento di una fibra muscolare?

Cos'è la forza muscolare e quali fattori la influenzano?

Qual è la relazione tra la forza di contrazione, la sua velocità e il lavoro?

Definire fatica e recupero. Quali sono le loro basi fisiologiche?

Quali sono le proprietà fisiologiche e le caratteristiche della muscolatura liscia?

Elenca le condizioni per la contrazione e il rilassamento della muscolatura liscia.

Fisiologia dell'apparato motorio.

CONFERENZA #15

Il bisogno di ossigeno del corpo

In molte condizioni, comprese quelle sopra menzionate, viene somministrato ossigeno scopi medicinali. In quei casi in cui il flusso di O 2 si interrompe per più di 4 minuti, si verificano cambiamenti irreversibili nel cervello e la persona muore. Una situazione simile si verifica, ad esempio, quando un bambino, giocando con un sacchetto di plastica, se lo mette in testa e soffoca. Se l'assunzione di CO 2 diminuisce solo, può svilupparsi ipossia cerebrale . Questo di solito accade con persone che lavorano in spazi ristretti (stive, serbatoi, caldaie). In queste condizioni, usano rapidamente l'aria disponibile e possono morire anossia se non vengono ulteriormente forniti di ossigeno o portati all'aria aperta.

Con una mancanza di ossigeno, il sangue perde il suo intrinseco colore rosso vivo e acquisisce una tinta bluastra. Allo stesso tempo, le labbra del paziente orecchiette e le membra diventano cianotico cioè di colore bluastro.

Nell'uomo esistono tre tipi di muscoli (Fig. 32):

Ø i muscoli scheletrici striati costituiscono il 30-35% del peso corporeo e hanno una superficie di circa 3 m 2. muscolo intero - corpo separato, e la fibra muscolare è una cellula separata (Fig. 33);

Ø speciale muscolo cardiaco striato;

Ø muscoli lisci degli organi interni.

Riso. 32 . Tipi di tessuto muscolare: I- sezione longitudinale; II - sezione trasversale; UN - liscio (non striato); B - scheletrico striato; IN - cardiaco striato

I muscoli sono innervati in tre modi:

Ø nervi motori che trasmettono comandi motori dal centro;

Ø nervi sensibili, attraverso i quali vengono trasmesse informazioni al centro sulla tensione muscolare e sul movimento;

Ø simpatico fibre nervose che influenzano i processi metabolici nei muscoli.

Funzioni del muscolo scheletrico:

- parti mobili del corpo l'una rispetto all'altra, fissando gli interni;

- movimento del corpo nello spazio (locomozione);

- mantenere la postura;

– partecipare al metabolismo, alla termoregolazione e al mantenimento del tono del sistema nervoso e cardiovascolare.

Riso. 33 . Diagramma muscolo scheletrico: UN - le fibre muscolari sono attaccate ai tendini; B- una fibra separata costituita da miofibrille; IN- miofibrilla separata: alternanza di dischi I di actina chiara e dischi A di miosina scura; la presenza della zona H e della linea M; G- ponti incrociati tra spessi filamenti di miosina e sottili filamenti di actina

unità funzionale muscolo scheletrico è unità motoria, che consiste in un motoneurone del midollo spinale, il suo assone (nervo motore) con numerose terminazioni e le fibre muscolari da esso innervate. L'eccitazione di un motoneurone provoca la contrazione simultanea di tutte le fibre muscolari incluse in questa unità. Le unità motorie (MU) dei piccoli muscoli contengono poche fibre muscolari (MU bulbo oculare 3-6 fibre), DE di grandi muscoli del tronco e degli arti - circa 2000 fibre.

fibra muscolare rappresenta una cellula allungata lunga 10-12 cm (la lunghezza della fibra muscolare è solitamente uguale alla lunghezza del muscolo stesso), il diametro della fibra è di circa 10-100 micron. La composizione della fibra muscolare comprende (Fig. 33):

Il guscio è un sarcolemma.

Il contenuto liquido è il sarcoplasma.

I mitocondri sono i centri energetici della cellula.

I ribosomi sono depositi di proteine.

Miofibrille (fibrille) - elementi contrattili costituiti da 2 tipi di proteine ​​​​(sottili filamenti di actina e filamenti di miosina spessi due volte). Le miofibrille sono divise da Z - membrane (o Z - linee) in sezioni separate - sarcomeri, nella parte centrale dei quali vi sono principalmente filamenti di miosina (filamenti spessi) e filamenti di actina (filamenti sottili) sono attaccati a Z - membrane sul lati del sarcomero (diversa capacità di rifrangere la luce in actina e miosina crea un aspetto striato nello stato di riposo del muscolo in un microscopio ottico). Le aree scure sono chiamate A-disk, I-disk chiare. Nella parte centrale del disco A c'è un'area più chiara: la zona H. Nel muscolo a riposo non ci sono filamenti sottili nella zona H e non ci sono filamenti spessi nel disco I.

Reticolo sarcoplasmatico - un sistema chiuso di tubuli longitudinali e cisterne situato lungo le miofibrille e contenente ioni Ca 2+

spesso i filamenti sono costituiti da circa 400 molecole miosina (attorcigliati l'uno rispetto all'altro) , che sembra una molecola a forma di bastoncino con un'estremità ispessita - una testa (Fig. 33, D).

Magro i filamenti sono formati da tre proteine ​​(Fig. 34):

- actina - una proteina globulare che forma un polimero elicoidale a doppio filamento costituito da 13-14 molecole;

- tropomiosina - una molecola a forma di bastoncino che si trova nel solco della doppia elica di actina, la lunghezza della molecola di tropomiosina è uguale alla lunghezza di 7 monomeri di actina

- troponina - la molecola sferica è costituita da 3 subunità (TnC, TnT, TnI): legante il Ca, legante la tropomiosina e inibitoria.

Muscoli scheletrici includono: muscoli superficiali della schiena, muscoli profondi della schiena, muscoli che agiscono sulle articolazioni cingolo scapolare, muscoli propri del torace, diaframma, muscoli addominali, muscoli del collo, muscoli della testa, muscoli del cingolo scapolare, muscoli dell'arto superiore libero, muscoli del bacino, muscoli dell'arto inferiore libero.

I muscoli scheletrici si attaccano alle ossa dello scheletro e le mettono in movimento. Inoltre, i muscoli scheletrici sono coinvolti nella formazione delle cavità corporee: orale, toracica, addominale, pelvica. I muscoli scheletrici sono coinvolti nel movimento degli ossicini uditivi.

Con l'aiuto dei muscoli scheletrici, il corpo umano si muove nello spazio, mantiene l'equilibrio statico, la deglutizione, i movimenti respiratori vengono eseguiti e si formano le espressioni facciali.

La massa totale dei muscoli scheletrici è fino al 40% del peso corporeo. Ci sono fino a 400 muscoli nel corpo umano, costituiti da tessuto muscolare scheletrico.

I muscoli scheletrici si contraggono sotto l'influenza del sistema nervoso centrale, azionano le leve ossee formate da ossa e articolazioni.

Il muscolo scheletrico è costituito da fibre muscolari multinucleari di struttura complessa, in cui si alternano aree scure e chiare. Pertanto, i muscoli scheletrici sono chiamati muscoli costituiti da tessuto muscolare striato (anche il muscolo del cuore è costituito da muscoli striati). La contrazione dei muscoli scheletrici è controllata dalla coscienza.

Ogni muscolo è costituito da fasci di fibre muscolari striate che hanno una guaina - endomisio. I fasci di fibre muscolari sono delimitati tra loro da strati che formano il perimisio. L'intero muscolo ha una guaina, l'epimisio, che continua nel tendine.

I fasci muscolari formano la parte carnosa dei muscoli: l'addome. Con l'aiuto dei tendini, il muscolo è attaccato all'osso. Nei lunghi muscoli degli arti, i tendini sono lunghi e stretti. Alcuni dei muscoli che formano le pareti della cavità corporea hanno tendini larghi e piatti chiamati aponeurosi.

Alcuni muscoli hanno ponti tendinei (ad esempio, il retto dell'addome).

Quando un muscolo si contrae, una delle sue estremità rimane immobile. Questo posto è considerato un punto fisso. Con un punto mobile, il muscolo è attaccato all'osso, che, quando il muscolo si contrae, cambierà posizione.

A dispositivi ausiliari i muscoli includono fascia, guaine tendinee, borse e blocchi muscolari.

Le fasce sono le coperture dei muscoli, costituite da tessuto connettivo. Formano custodie per i muscoli, delimitano i muscoli l'uno dall'altro, eliminano l'attrito dei muscoli l'uno contro l'altro.

Le fasce superficiali separano i muscoli da tessuto sottocutaneo, UN fasce profonde, situato tra muscoli adiacenti, separa questi muscoli se i muscoli si trovano in più strati.

Le partizioni intermuscolari passano tra gruppi muscolari di vari scopi funzionali che, collegandosi con la fascia muscolare e crescendo insieme al periostio, formano una base morbida per i muscoli.

Le guaine tendinee sono canali del tessuto connettivo attraverso i quali il tendine passa fino al suo punto di attacco all'osso (che si trova nei piedi, nelle mani e in altre parti degli arti). Nella guaina del tendine possono passare diversi tendini, nel qual caso i tendini possono essere separati l'uno dall'altro da tramezzi.

Il movimento nella guaina del tendine avviene con l'aiuto della guaina sinoviale. Questo è uno strato di tessuto connettivo, che consiste di due parti: quella interna, che avvolge il tendine da tutti i lati e fusa con esso, e quella esterna, fusa con la parete della guaina del tendine.

Tra la parte interna e quella esterna della guaina sinoviale c'è uno spazio vuoto riempito di liquido sinoviale. Quando il tendine si contrae, si muove con esso parte interna(strato) della guaina sinoviale. In questo caso, il liquido sinoviale funge da lubrificante, eliminando l'attrito.

Le borse si trovano dove un tendine o un muscolo è adiacente a una prominenza ossea. Queste sacche sinoviali fungono da guaina tendinea - eliminano anche l'attrito del tendine o del muscolo sulla sporgenza ossea.

Le pareti della borsa sinoviale da un lato sono fuse con un tendine o un muscolo in movimento e dall'altro con un osso o un altro tendine. Le dimensioni della borsa variano. La cavità della sacca sinoviale, situata accanto all'articolazione, può comunicare con la cavità articolare.

Blocchi muscolari - si verificano in quei punti in cui il muscolo cambia direzione, viene lanciato sopra l'osso o altre formazioni. In questo caso, l'osso presenta una sporgenza con un solco cartilagineo per il muscolo tendineo. Tra il tendine e il solco cartilagineo si trova la prominenza ossea borsa sinoviale. La sporgenza ossea è chiamata blocco muscolare.

I muscoli sono classificati in base alla loro posizione nel corpo umano, forma, funzione, ecc.

I muscoli sono superficiali e profondi, esterni e interni, mediani (mediali) e laterali (laterali).

I muscoli hanno una forma diversa: muscoli fusiformi (sugli arti), muscoli larghi coinvolti nella formazione delle pareti del corpo.

In alcuni muscoli, le fibre hanno direzioni circolari, tali muscoli circondano le aperture naturali del corpo, svolgendo la funzione di costrittori - sfinteri (sfinteri).

Alcuni muscoli hanno preso il nome dalla loro forma: muscoli romboidali, trapezi; altri muscoli sono chiamati in base al loro punto di attacco: brachioradiale, ecc.

Se il muscolo è attaccato alle ossa di un'articolazione e agisce solo su quest'unica articolazione, allora questo muscolo è chiamato articolazione singola e se i muscoli sono distribuiti su due o più articolazioni, tali muscoli sono chiamati bi-articolari, multi -articolare.

Alcuni muscoli originano e si attaccano a ossa che non formano articolazioni (ad esempio, i muscoli mimici del viso, i muscoli del pavimento della bocca).

La proprietà principale dei muscoli scheletrici è quella di contrarsi sotto l'azione di impulsi nervosi. Durante la contrazione, il muscolo si accorcia. La modifica della sua lunghezza influisce sulle leve ossee formate dalle ossa a cui sono attaccati i muscoli.

Le leve ossee, collegate mediante giunti, modificano contemporaneamente la posizione del corpo o dell'arto nello spazio.

Il ritorno della leva ossea nella sua posizione originale viene effettuato dai muscoli antagonisti, cioè i muscoli che agiscono sulle ossa che formano l'articolazione nella direzione opposta.

Nei muscoli masticatori e facciali, il ruolo degli antagonisti è svolto dai legamenti elastici.

Di norma, diversi muscoli che migliorano il movimento sono coinvolti nel movimento: tali muscoli sono chiamati sinergici. Nel movimento delle leve ossee, alcuni muscoli svolgono un ruolo importante, altri svolgono un ruolo ausiliario, fornendo le sfumature del movimento.

La forza muscolare va da 4 a 17 kg per 1 cm2 del suo diametro.