Konštrukčný a funkčný celok kostrového svalstva je simplast alebo svalové vlákno- obrovská bunka v tvare predĺženého valca so zahrotenými okrajmi (názvy simplast, svalové vlákno, svalová bunka treba chápať ako rovnaký predmet).

Dĺžka svalovej bunky najčastejšie zodpovedá dĺžke celého svalu a dosahuje 14 cm a priemer sa rovná niekoľkým stotinám milimetra.

Svalové vlákno, ako každá bunka, je obklopená membránou - sarkolemou. Na vonkajšej strane sú jednotlivé svalové vlákna obklopené voľným spojivovým tkanivom, ktoré obsahuje krvné a lymfatické cievy, ako aj nervové vlákna.

Skupiny svalových vlákien tvoria zväzky, ktoré sa zase spájajú do celého svalu umiestneného v hustom obale spojivové tkanivo prechádzajúce na koncoch svalu do šliach pripevnených ku kosti (obr. 1).

Ryža. 1.

Sila spôsobená skrátením dĺžky svalové vlákno, sa prenáša cez šľachy na kosti kostry a uvádza ich do pohybu.

Kontraktilná aktivita svalu je riadená pomocou veľké číslo motorické neuróny (obr. 2) - nervové bunky, ktorých telá ležia v mieche a ktorých dlhé vetvy sú v kompozícii axóny motorický nerv priblížiť sa k svalu. Po vstupe do svalu sa axón rozvetvuje do mnohých vetiev, z ktorých každá je spojená so samostatným vláknom.

Ryža. 2.

Takže jeden motorický neurón inervuje celú skupinu vlákien (tzv. neuromotorickú jednotku), ktorá funguje ako jeden celok.

Sval pozostáva z mnohých neuromotorických jednotiek a je schopný pracovať nie s celou svojou hmotou, ale po častiach, čo vám umožňuje regulovať silu a rýchlosť kontrakcie.

Aby sme pochopili mechanizmus svalovej kontrakcie, je potrebné zvážiť vnútornú štruktúru svalového vlákna, ktoré, ako ste už pochopili, je veľmi odlišné od bežnej bunky. Začnime tým, že svalové vlákno je viacjadrové. Je to spôsobené zvláštnosťami tvorby vlákien počas vývoja plodu. V štádiu sa tvoria symplasty (svalové vlákna). embryonálny vývoj organizmu z prekurzorových buniek – myoblastov.

Myoblasty(neformované svalové bunky) sa intenzívne delia, spájajú a vytvárajú myotrubice s centrálnym umiestnením jadier. Potom začína syntéza myofibríl v myotrubičkách (pozri nižšie kontraktilné štruktúry bunky) a tvorba vlákna je ukončená migráciou jadier na perifériu. V tomto čase už jadrá svalových vlákien stratili schopnosť deliť sa a majú len funkciu generovania informácií pre syntézu bielkovín.

Ale nie všetky myoblasty sledujú dráhu fúzie, časť z nich sa izoluje vo forme satelitných buniek umiestnených na povrchu svalového vlákna, a to v sarkoléme, medzi plazmolemou a bazálnou membránou – zložky sarkolemy. Satelitné bunky na rozdiel od svalových vlákien nestrácajú počas života schopnosť deliť sa, čo zabezpečuje nárast hmoty svalových vlákien a ich obnovu. Obnova svalových vlákien v prípade poškodenia svalov je možná vďaka satelitným bunkám. Keď vlákno odumrie, aktivujú sa satelitné bunky ukryté v jeho obale, rozdelia sa a premenia sa na myoblasty.

Myoblasty navzájom splývajú a vytvárajú nové svalové vlákna, v ktorých potom začína skladanie myofibríl. To znamená, že počas regenerácie sa udalosti embryonálneho (vnútromaternicového) vývoja svalov úplne opakujú.

Okrem viacjadrových charakteristický znak svalové vlákno je prítomnosť v cytoplazme (vo svalovom vlákne sa zvyčajne nazýva sarkoplazma) tenkých vlákien - myofibríl (obr. 1), umiestnených pozdĺž bunky a uložených navzájom paralelne. Počet myofibríl vo vlákne dosahuje dvetisíc.

Myofibrily sú kontraktilné elementy bunky a majú schopnosť skrátiť svoju dĺžku, keď príde nervový impulz, čím sa svalové vlákno napne. Pod mikroskopom je vidieť, že myofibrila má priečne ryhy – striedajú sa tmavé a svetlé pruhy.

Pri kontrahovaní myofibrily svetlé plochy skracujú svoju dĺžku a po úplnom stiahnutí úplne zmiznú. Na vysvetlenie mechanizmu kontrakcie myofibríl vyvinul Hugh Huxley asi pred päťdesiatimi rokmi model posuvného vlákna, potom bol potvrdený v experimentoch a teraz je všeobecne akceptovaný.

LITERATÚRA

1. McRobert S. Hands of Titan. – M.: JV "Širší šport", 1999.
2. Ostapenková L. Pretrénovanie. Príčiny pretrénovania pri silovom tréningu // Ironman, 2000, č.10-11.
3. Solodkov A. S., Sologub E. B. Fyziológia športu: Návod. – SPb: SPbGAFK im. P.F. Lesgafta, 1999.
4. Fyziológia svalovej činnosti: Učebnica pre ústavy telesnej kultúry/ Ed. Kotsa Ya. M. – M.: Telesná kultúra a šport, 1982.
5. Fyziológia človeka (Učebnica pre ústavy telesnej výchovy. 5. vydanie). / Ed. N.V. Zimkina. – M.: Telesná kultúra a šport, 1975.
6. Fyziológia človeka: Učebnica pre študentov lekárskych ústavov / Ed. Kositsky G.I. - M.: Medicína, 1985.
7. Fyziologické základy športového tréningu: Pokyny pre fyziológiu športu. – L.: GDOIFK im. P.F. Lesgafta, 1986.

Možno najviac možno nazvať anatómiu ľudských svalov, ich štruktúru a vývoj horúca téma, ktorá vzbudzuje maximálny záujem verejnosti o kulturistiku. Netreba dodávať, že štruktúra, práca a funkcia svalov je téma, ktorej by sa mal osobný tréner venovať Osobitná pozornosť. Tak ako pri prezentácii iných tém, úvod kurzu začneme podrobným štúdiom anatómie svalov, ich stavby, klasifikácie, práce a funkcií.

Udržiavanie zdravého životného štýlu, správna výživa a systematická fyzická aktivita pomáhajú rozvíjať svaly a znižovať hladinu telesného tuku. Štruktúru a prácu ľudských svalov pochopíme až postupným štúdiom najprv ľudskej kostry a až potom svalov. A teraz, keď už z článku vieme, že funguje aj ako rám na uchytenie svalov, je čas naštudovať si, aké hlavné svalové skupiny tvoria ľudské telo, kde sa nachádzajú, ako vyzerajú a aké funkcie vykonávajú.

Vyššie môžete vidieť, ako vyzerá ľudská svalová štruktúra na fotografii (3D model). Najprv sa pozrime na muskulatúru mužského tela s pojmami aplikovanými na kulturistiku, potom na muskulatúru ženského tela. Pri pohľade do budúcnosti stojí za zmienku, že svalová štruktúra mužov a žien sa zásadne nelíši, svalstvo tela je takmer úplne podobné.

Anatómia ľudského svalu

Svaly sa nazývajú orgány tela, ktoré sú tvorené elastickým tkanivom a ktorých činnosť je regulovaná nervovými impulzmi. Medzi funkcie svalov patrí pohyb a pohyb v priestore častí ľudského tela. Ich plné fungovanie priamo ovplyvňuje fyziologickú aktivitu mnohých procesov v tele. Funkciu svalov reguluje nervový systém. Podporuje ich interakciu s mozgom a miecha a tiež sa podieľa na procese premeny chemickej energie na mechanickú energiu. Ľudské telo tvorí asi 640 svalov (rôzne metódy počítania diferencovaných svalových skupín určujú ich počet od 639 do 850). Nižšie je uvedená štruktúra ľudských svalov (diagram) na príklade mužského a ženského tela.

Svalová štruktúra muža, pohľad spredu: 1 – lichobežník; 2 – predný sval pílovitý; 3 – vonkajšie šikmé brušné svaly; 4 – priamy brušný sval; 5 – sartorius sval; 6 – prsný sval; 7 – dlhý adduktorový sval stehna; 8 – tenký sval; 9 – tensor fascia lata; 10 – veľký prsný sval; 11 – malý prsný sval; 12 – predná hlava ramennej kosti; 13 – stredná hlava ramennej kosti; 14 – brachialis; 15 – pronátor; 16 – dlhá hlava bicepsu; 17 – krátka hlava bicepsu; 18 – musculus palmaris longus; 19 – extenzorový sval zápästia; 20 – sval adduktor carpi longus; 21 – dlhý flexor; 22 – flexor carpi radialis; 23 – sval brachioradialis; 24 – bočný stehenný sval; 25 – stredný stehenný sval; 26 – musculus rectus femoris; 27 – dlhý peroneálny sval; 28 – extensor digitorum longus; 29 – sval tibialis anterior; 30 – musculus soleus; 31 – lýtkový sval

Svalová štruktúra muža, pohľad zozadu: 1 – zadná hlava ramennej kosti; 2 – malý sval teres; 3 – veľký sval teres; 4 – sval infraspinatus; 5 – kosoštvorcový sval; 6 – extenzorový sval zápästia; 7 – brachioradialisový sval; 8 – flexor carpi ulnaris; 9 – trapézový sval; 10 – priamy miechový sval; 11 – latissimus sval; 12 – torakolumbálna fascia; 13 – biceps femoris; 14 – m. adductor magnus stehna; 15 – semitendinózny sval; 16 – tenký sval; 17 – semimembranózny sval; 18 – lýtkový sval; 19 – musculus soleus; 20 – dlhý peroneálny sval; 21 – abductor hallucis sval; 22 – dlhá hlava tricepsu; 23 – laterálna hlava tricepsu; 24 – mediálna hlava tricepsu; 25 – vonkajšie šikmé brušné svaly; 26 – sval gluteus medius; 27 – sval gluteus maximus

Štruktúra ženských svalov, pohľad spredu: 1 – lopatkový hyoidný sval; 2 – sternohyoidný sval; 3 – sternocleidomastoideus sval; 4 – trapézový sval; 5 – malý prsný sval (nie je viditeľný); 6 – veľký prsný sval; 7 – pílovitý sval; 8 – priamy brušný sval; 9 – vonkajší šikmý brušný sval; 10 – prsný sval; 11 – sartorius sval; 12 – dlhý adduktorový sval stehna; 13 – tensor fascia lata; 14 – tenký sval stehna; 15 – priamy stehenný sval; 16 – m. vastus intermedius (nevidno); 17 – m. vastus lateralis; 18 – m. vastus medialis; 19 – lýtkový sval; 20 – tibialis anterior sval; 21 – dlhý extenzor prstov na nohách; 22 – dlhý tibiálny sval; 23 – musculus soleus; 24 – predný zväzok delt; 25 – stredný zväzok delt; 26 – brachialisový sval; 27 – dlhý drdol biceps; 28 – krátky bicepsový zväzok; 29 – sval brachioradialis; 30 – extensor carpi radialis; 31 – pronator teres; 32 – flexor carpi radialis; 33 – m. palmaris longus; 34 – flexor carpi ulnaris

Svalová štruktúra ženy, pohľad zozadu: 1 – zadný nosník delty; 2 – dlhý tricepsový zväzok; 3 – bočný tricepsový zväzok; 4 – mediálny tricepsový zväzok; 5 – extensor carpi ulnaris; 6 – vonkajší šikmý brušný sval; 7 – extenzor prstov; 8 – fascia lata; 9 – biceps femoris; 10 – semitendinózny sval; 11 – tenký sval stehna; 12 – semimembranózny sval; 13 – lýtkový sval; 14 – m. soleus; 15 – krátky peroneusový sval; 16 – flexor pollicis longus; 17 – malý sval teres; 18 – veľký sval teres; 19 – sval infraspinatus; 20 – trapézový sval; 21 – kosoštvorcový sval; 22 – latissimus sval; 23 – extenzory chrbtice; 24 – torakolumbálna fascia; 25 – gluteus minimus; 26 – sval gluteus maximus

Svaly majú celkom rozmanitý tvar. Svaly, ktoré zdieľajú spoločnú šľachu, ale majú dve alebo viac hláv, sa nazývajú biceps (biceps), triceps (triceps) alebo štvorhlavý sval (quadriceps). Funkcie svalov sú tiež dosť rôznorodé, sú to flexory, extenzory, abduktory, adduktory, rotátory (do vnútra a von), levator, depresor, vzpriamovač a iné.

Typy svalového tkaniva

Charakteristické štrukturálne znaky nám umožňujú klasifikovať ľudské svaly do troch typov: kostrové, hladké a srdcové.

Typy ľudského svalového tkaniva: I - kostrové svaly; II - hladké svaly; III - srdcový sval

• Kostrové svaly. Sťahovanie tohto typu svalu je úplne kontrolované osobou. V kombinácii s ľudskou kostrou tvoria muskuloskeletálny systém. Tento typ svalu sa nazýva kostrový práve pre jeho pripevnenie ku kostiam kostry.
• Hladké svaly. Tento typ tkaniva je prítomný v bunkách vnútorné orgány, kože a krvných ciev. Zo štruktúry ľudských hladkých svalov vyplýva, že sa nachádzajú väčšinou v stenách dutých vnútorných orgánov, ako je pažerák resp. močového mechúra. Dôležitú úlohu zohrávajú aj v procesoch, ktoré nie sú riadené naším vedomím, napríklad pri črevnej motilite.
• Srdcový sval (myokard). Práca tohto svalu je riadená autonómnym nervovým systémom. Jeho kontrakcie nie sú kontrolované ľudským vedomím.

Keďže kontrakcia hladkého a srdcového svalového tkaniva nie je riadená ľudským vedomím, dôraz v tomto článku bude zameraný konkrétne na kostrové svaly a ich podrobný popis.

Svalová štruktúra

Svalové vlákno je stavebným prvkom svalov. Samostatne každý z nich predstavuje nielen bunkovú, ale aj fyziologickú jednotku, ktorá je schopná kontrakcie. Svalové vlákno má vzhľad viacjadrovej bunky, priemer vlákna sa pohybuje od 10 do 100 mikrónov. Táto viacjadrová bunka sa nachádza v membráne nazývanej sarkolema, ktorá je zase naplnená sarkoplazmou a v sarkoplazme sú myofibrily.

Myofibrila je niťovitý útvar, ktorý pozostáva zo sarkomérov. Hrúbka myofibríl je zvyčajne menšia ako 1 mikrón. S prihliadnutím na počet myofibríl sa zvyčajne rozlišujú biele (aka rýchle) a červené (aka pomalé) svalové vlákna. Biele vlákna obsahujú viac myofibríl, ale menej sarkoplazmy. Z tohto dôvodu sa rýchlejšie kontrahujú. Červené vlákna obsahujú veľa myoglobínu, a preto dostali svoje meno.

Vnútorná štruktúra ľudského svalu: 1 – kosť; 2 – šľacha; 3 – svalová fascia; 4 – kostrové svalstvo; 5 – vláknitá membrána kostrového svalstva; 6 – membrána spojivového tkaniva; 7 – tepny, žily, nervy; 8 – zväzok; 9 – spojivové tkanivo; 10 – svalové vlákno; 11 – myofibrila

Práca svalov sa vyznačuje tým, že pre biele vlákna je charakteristická schopnosť rýchlejšej a pevnejšej kontrakcie. Dokážu vyvinúť silu a rýchlosť kontrakcie 3-5 krát vyššiu ako pomalé vlákna. Anaeróbna fyzická aktivita (práca so závažím) je vykonávaná predovšetkým rýchlymi svalovými vláknami. Dlhodobú aeróbnu fyzickú aktivitu (beh, plávanie, bicyklovanie) vykonávajú predovšetkým pomalé svalové vlákna.

Pomalé vlákna sú odolnejšie voči únave, zatiaľ čo rýchle vlákna nie sú prispôsobené dlhodobej fyzickej aktivite. Čo sa týka pomeru rýchlych a pomalých svalových vlákien vo svaloch človeka, ich počet je približne rovnaký. U väčšiny oboch pohlaví asi 45 – 50 % svalov končatín tvoria pomalé svalové vlákna. V pomere rôznych typov svalových vlákien u mužov a žien nie sú výrazné rodové rozdiely. Ich vzťah sa formuje na začiatku životný cyklusčlovek je inak povedané geneticky naprogramovaný a do vysokého veku sa prakticky nemení.

Sarkoméry (zložky myofibríl) sú tvorené hrubými myozínovými vláknami a tenkými aktínovými vláknami. Pozrime sa na ne podrobnejšie.

Actin– proteín, ktorý je štruktúrnym prvkom bunkového cytoskeletu a má schopnosť kontrahovať. Skladá sa z 375 aminokyselinových zvyškov a tvorí asi 15 % svalových bielkovín.

myozín- hlavná zložka myofibríl - kontraktilné svalové vlákna, kde jej obsah môže byť okolo 65%. Molekuly sú tvorené dvoma polypeptidovými reťazcami, z ktorých každý obsahuje približne 2000 aminokyselín. Každý z týchto reťazcov má na konci takzvanú hlavu, ktorá obsahuje dva malé reťazce pozostávajúce zo 150-190 aminokyselín.

Actomyozín– komplex bielkovín tvorený z aktínu a myozínu.

FAKT. Svaly pozostávajú z väčšej časti z vody, bielkovín a ďalších zložiek: glykogén, lipidy, látky obsahujúce dusík, soli atď. Obsah vody sa pohybuje od 72-80% z celkovej svalovej hmoty. Kostrový sval pozostáva z veľkého počtu vlákien a je charakteristické, že čím viac vlákien je, tým silnejší je sval.

Klasifikácia svalov

Svalový systémĽudské telo sa vyznačuje rôznorodosťou svalových tvarov, ktoré sa zase delia na jednoduché a zložité. Jednoduché: vretenovité, rovné, dlhé, krátke, široké. Komplexné svaly zahŕňajú multicipitálne svaly. Ako sme už povedali, ak majú svaly spoločnú šľachu a sú dve alebo viac hláv, potom sa nazývajú biceps (biceps), triceps (triceps) alebo kvadriceps (štvorhlavý sval) a viacšľachové a digastrické svaly sú tiež viachlavé. v čele. Nasledujúce typy svalov s určitým geometrickým tvarom sú tiež zložité: štvorcové, deltové, soleus, pyramídové, okrúhle, zúbkované, trojuholníkové, kosoštvorcové, soleus.

Hlavné funkcie svaly sú flexia, extenzia, abdukcia, addukcia, supinácia, pronácia, zdvíhanie, spúšťanie, vzpriamovanie a ďalšie. Termín supinácia znamená rotáciu smerom von a termín pronácia znamená rotáciu dovnútra.

Podľa smeru zrna svaly sa delia na: priame, priečne, kruhové, šikmé, jednovrstevné, dvojstenné, mnohostenné, semitendinózne a semimembranózne.

Vo vzťahu ku kĺbom, berúc do úvahy počet spojov, cez ktoré sú vrhané: jednokĺbové, dvojkĺbové a viackĺbové.

Svalová práca

Pri kontrakcii aktínové filamenty prenikajú hlboko do priestorov medzi myozínovými filamentami a dĺžka oboch štruktúr sa nemení, ale iba sa zmenšuje celková dĺžka aktomyozínového komplexu – tento spôsob svalovej kontrakcie sa nazýva kĺzanie. Kĺzanie aktínových filamentov po myozínových filamentoch vyžaduje energiu a energia potrebná na svalovú kontrakciu sa uvoľňuje v dôsledku interakcie aktomyozínu s ATP (adenozíntrifosfát). Okrem ATP hrá dôležitú úlohu pri svalovej kontrakcii voda, ako aj ióny vápnika a horčíka.

Ako už bolo spomenuté, funkcia svalov je úplne riadená nervovým systémom. To naznačuje, že ich prácu (kontrakciu a relaxáciu) je možné kontrolovať vedome. Pre normálne a plné fungovanie tela a jeho pohyb v priestore svaly pracujú v skupinách. Väčšina z svalové skupiny ľudského tela pracujú v pároch a vykonávajú opačné funkcie. Vyzerá to takto: keď sa sval „agonistu“ stiahne, sval „antagonistu“ sa natiahne. To isté platí aj naopak.

• Agonista- sval, ktorý vykonáva špecifický pohyb.
• Antagonista- sval, ktorý vykonáva opačný pohyb.

Svaly majú nasledujúce vlastnosti: elasticita, natiahnutie, kontrakcia. Elasticita a natiahnutie dávajú svalu schopnosť meniť veľkosť a vrátiť sa do pôvodného stavu, tretia kvalita umožňuje vytvárať silu na jeho koncoch a viesť k skráteniu.

Nervová stimulácia môže spôsobiť nasledujúce typy svalových kontrakcií: sústredné, excentrické a izometrické. Koncentrická kontrakcia nastáva v procese prekonávania záťaže pri vykonávaní daného pohybu (zdvihnutie pri vyťahovaní na hrazde). Excentrická kontrakcia nastáva v procese spomaľovania pohybov v kĺboch ​​(zníženie pri vyťahovaní tyče). Izometrická kontrakcia nastáva v momente, keď sa sila vytvorená svalmi rovná zaťaženiu, ktoré na ne pôsobí (udržanie tela na tyči).

Svalové funkcie

Keď poznáme názov a umiestnenie tohto alebo toho svalu alebo skupiny svalov, môžeme prejsť k štúdiu bloku - funkcie ľudských svalov. Nižšie v tabuľke sa pozrieme na najzákladnejšie svaly, ktoré sa trénujú v posilňovni. Spravidla sa trénuje šesť hlavných svalových skupín: hrudník, chrbát, nohy, ramená, ruky a brušné svaly.

FAKT. Najväčšou a najsilnejšou svalovou skupinou v ľudskom tele sú nohy. Najväčším svalom je gluteus. Najsilnejší je lýtkový sval, ktorý dokáže udržať hmotnosť až 150 kg.

Záver

V tomto článku sme skúmali takú zložitú a objemnú tému, akou je štruktúra a funkcie ľudských svalov. Keď hovoríme o svaloch, máme na mysli samozrejme aj svalové vlákna a pri zapájaní svalových vlákien do práce ide o interakciu nervového systému s nimi, keďže vykonávaniu svalovej činnosti predchádza inervácia motorických neurónov. Z tohto dôvodu v našom ďalšom článku prejdeme k úvahe o štruktúre a funkciách nervového systému.

Medzi kostrové svaly patria: povrchové chrbtové svaly, hlboké chrbtové svaly, svaly pôsobiace na kĺby ramenného pletenca, vlastné svaly hrudníka, bránice, brušné svaly, svaly krku, svaly hlavy, svaly ramenného pletenca, svaly voľné Horná končatina, panvové svaly, svaly voľnej dolnej končatiny.

Kostrové svaly sú pripevnené ku kostiam kostry a spôsobujú ich pohyb. Okrem toho sa kostrové svaly podieľajú na tvorbe telesných dutín: ústnej, hrudnej, brušnej, panvovej. Kostrové svaly sa podieľajú na pohybe sluchových kostičiek.

Pomocou kostrových svalov sa ľudské telo pohybuje v priestore, udržuje statickú rovnováhu, vykonávajú sa prehĺtacie a dýchacie pohyby, formuje sa mimika.

Celková hmota kostrových svalov predstavuje až 40 % telesnej hmotnosti. V ľudskom tele je až 400 svalov, ktoré pozostávajú z tkaniva kostrového svalstva.

Kostrové svaly sa vplyvom centrálneho nervového systému sťahujú a aktivujú kostné páky tvorené kosťami a kĺbmi.

Kostrové svaly pozostávajú z mnohojadrových svalových vlákien komplexnej štruktúry, v ktorých sa striedajú tmavé a svetlé oblasti. Preto sa kostrové svaly nazývajú svaly pozostávajúce z priečne pruhovaného svalového tkaniva (srdcový sval sa tiež skladá z priečne pruhovaných svalov). Sťahovanie kostrových svalov je riadené vedomím.

Každý sval sa skladá zo zväzkov priečne pruhovaných svalových vlákien, ktoré majú puzdro - endomýzium. Zväzky svalových vlákien sú od seba ohraničené vrstvami, ktoré tvoria perimýzium. Celý sval má obal, epimysium, ktorý pokračuje do šľachy.

Svalové zväzky tvoria mäsitú časť svalov – brucho. Šľachy pripevňujú sval ku kosti. Dlhé svaly končatín majú šľachy, ktoré sú dlhé a úzke. Niektoré zo svalov, ktoré tvoria steny telovej dutiny, majú široké a ploché šľachy nazývané aponeurózy.

Niektoré svaly majú šľachové mostíky (napríklad priamy brušný sval).

Keď sa sval stiahne, jeden koniec zostane nehybný. Toto miesto sa považuje za pevný bod. Pohyblivým bodom je sval pripevnený ku kosti, ktorá pri kontrakcii svalu zmení svoju polohu.

TO pomocné zariadenia svaly zahŕňajú fasciu, šľachové pošvy, synoviálne burzy a svalové bloky.

Fascia je obal svalov pozostávajúci zo spojivového tkaniva. Tvoria obaly pre svaly, ohraničujú svaly od seba a eliminujú trenie medzi svalmi.

Povrchová fascia oddeľuje svaly od podkožného tkaniva a hlboká fascia, umiestnené medzi susednými svalmi, oddeľujú tieto svaly, ak svaly ležia v niekoľkých vrstvách.

Medzi svalovými skupinami rôzneho funkčného účelu prechádzajú medzisvalové prepážky, ktoré sa spájajú so svalovou fasciou a spájajú sa s periostom a vytvárajú mäkkú základňu pre svaly.

Šľachové puzdrá sú kanáliky spojivového tkaniva, cez ktoré šľacha prechádza k svojmu pripevneniu ku kosti (nachádza sa na chodidlách, rukách a iných častiach končatín). Cez šľachové puzdro môže prechádzať niekoľko šliach, v tomto prípade môžu byť šľachy od seba oddelené prepážkami.

Pohyb v puzdre šľachy nastáva pomocou synoviálnej pošvy. Ide o vrstvu spojivového tkaniva, ktorá sa skladá z dvoch častí - vnútornej, ktorá obklopuje šľachu zo všetkých strán a je s ňou spojená, a vonkajšej, ktorá je spojená so stenou puzdra šľachy.

Medzi vnútornou a vonkajšou časťou synoviálnej vagíny je medzera vyplnená synoviálnou tekutinou. Keď sa šľacha stiahne, pohybuje sa spolu s ňou. vnútorná časť(vrstva) synoviálnej vagíny. V tomto prípade synoviálna tekutina pôsobí ako mazivo, čím sa eliminuje trenie.

Synoviálne burzy sa nachádzajú tam, kde šľacha alebo sval susedí s kostným výbežkom. Tieto burzy fungujú ako šľachové pošvy – eliminujú aj trenie medzi šľachou alebo svalom a kostným výbežkom.

Steny synoviálnej burzy sú zrastené s pohyblivou šľachou alebo svalom na jednej strane a s kosťou alebo inou šľachou na druhej strane. Veľkosti tašiek sa líšia. Dutina synoviálnej burzy, ktorá sa nachádza vedľa kĺbu, môže komunikovať s kĺbovou dutinou.

Svalové bloky - vyskytujú sa na tých miestach, kde sval mení smer, je prehodený cez kosť alebo iné útvary. V tomto prípade je na kosti výčnelok s chrupavkovou drážkou pre svalovú šľachu. Medzi šľachou a chrupavkovou drážkou kostného výbežku je synoviálna burza. Kostný výbežok sa nazýva svalová trochlea.

Svaly sa delia podľa ich polohy v ľudskom tele, formy, funkcie atď.

Svaly sú povrchové a hlboké, vonkajšie a vnútorné, stredné (stredné) a bočné (laterálne).

Svaly majú rôzny tvar: vretenovité svaly (na končatinách), široké svaly podieľajúce sa na tvorbe stien tela.

V niektorých svaloch majú vlákna kruhový smer, takéto svaly obklopujú prirodzené otvory tela a vykonávajú funkciu kompresorov - zvieračov (sfinkterov).

Niektoré svaly dostali meno podľa svojho tvaru – kosoštvorcové, trapézové svaly; ostatné svaly sú pomenované podľa miesta ich úponu - brachioradialis atď.

Ak je sval pripojený ku kostiam jedného kĺbu a pôsobí iba na tento jeden kĺb, potom sa tento sval nazýva jednokĺbový a ak sa svaly rozprestierajú na dvoch alebo viacerých kĺboch, potom sa takéto svaly nazývajú biartikulárne, viackĺbové. kĺb.

Niektoré svaly vznikajú a pripájajú sa ku kostiam, ktoré netvoria kĺby (napríklad svaly tváre, svaly dna úst).

Hlavnou vlastnosťou kostrových svalov je kontrakcia pod vplyvom nervových impulzov. Počas kontrakcie sa sval skracuje. Zmena jeho dĺžky ovplyvňuje kostné páky tvorené kosťami, ku ktorým sú svaly pripevnené.

Kostné páky spojené cez kĺby menia polohu tela alebo končatiny v priestore.

Návrat kostnej páky do pôvodnej polohy vykonávajú antagonistické svaly - teda svaly pôsobiace na kosti tvoriace kĺb v opačnom smere.

V žuvacích a tvárových svaloch zohrávajú úlohu antagonistov elastické väzy.

Spravidla sa do pohybu zapája viacero svalov, ktoré pohyb umocňujú – takéto svaly sa nazývajú synergisty. Pri pohybe kostných pák zohrávajú niektoré svaly hlavnú úlohu, zatiaľ čo iné zohrávajú podpornú úlohu a poskytujú nuansy pohybu.

Svalová sila sa pohybuje od 4 do 17 kg na 1 cm2 jej priemeru.

Kostrové svaly - aktívna časť pohybový aparát, kam patria aj kosti, väzy, šľachy a ich kĺby. Z funkčného hľadiska možno k motorickému systému zaradiť aj motorické neuróny, ktoré spôsobujú excitáciu svalových vlákien. Axón motorického neurónu sa vetví na vstupe do kostrového svalu a každá vetva sa podieľa na tvorbe nervovosvalovej synapsie na samostatnom svalovom vlákne.

Motorický neurón sa spolu so svalovými vláknami, ktoré inervuje, nazýva neuromotorická (alebo motorická) jednotka (MU). V očných svaloch obsahuje jedna motorická jednotka 13-20 svalových vlákien, vo svaloch trupu - od 1 tony vlákien, v svale soleus - 1500-2500 vlákien. Svalové vlákna jednej motorickej jednotky majú rovnaké morfofunkčné vlastnosti.

Funkcie kostrových svalov sú: 1) pohyb tela v priestore; 2) pohyb častí tela voči sebe, vrátane vykonávania dýchacích pohybov, ktoré zabezpečujú ventiláciu pľúc; 3) udržiavanie polohy tela a držania tela. Okrem toho sú priečne pruhované svaly dôležité pri tvorbe tepla, ktoré udržiava teplotnú homeostázu, a pri ukladaní niektorých živín.

Fyziologické vlastnosti kostrových svalov Zlatý klinec:

1)vzrušivosť. Vzhľadom na vysokú polarizáciu membrán priečne pruhovaných svalových vlákien (90 mV) je ich excitabilita nižšia ako u nervových vlákien. Ich amplitúda akčného potenciálu (130 mV) je väčšia ako u iných excitabilných buniek. Vďaka tomu je v praxi celkom jednoduché zaznamenávať bioelektrickú aktivitu kostrových svalov. Trvanie akčného potenciálu je 3-5 ms. To určuje krátke obdobie absolútnej refraktérnosti svalových vlákien;

vodivosť. Rýchlosť excitácie pozdĺž membrány svalového vlákna je 3-5 m / s;

kontraktilita. Predstavuje špecifickú vlastnosť svalových vlákien meniť svoju dĺžku a napätie s rozvojom vzruchu.

Kostrové svaly majú tiež elasticita a viskozita.

Režimy a typy svalových kontrakcií. Izotonický režim - sval sa skracuje pri absencii zvýšenia jeho napätia. Takáto kontrakcia je možná len pre izolovaný (odstránený z tela) sval.

Izometrický režim - svalové napätie sa zvyšuje, ale dĺžka sa prakticky neznižuje. Toto zníženie sa pozoruje pri pokuse o zdvihnutie veľkého bremena.

Auxotonický režim sval sa skracuje a zvyšuje sa jeho napätie. Toto zníženie sa najčastejšie pozoruje pri implementácii pracovná činnosť osoba. Namiesto výrazu „auxotonický režim“ sa často používa názov koncentrický režim.

Existujú dva typy svalových kontrakcií: jednoduché a tetanické.

Jedna svalová kontrakcia sa prejavuje v dôsledku vývoja jedinej vlny excitácie vo svalových vláknach. To sa dá dosiahnuť aplikáciou veľmi krátkeho (asi 1 ms) stimulu na sval. Vývoj jednej svalovej kontrakcie je rozdelený na latentnú fázu, fázu skrátenia a fázu relaxácie. Svalová kontrakcia sa začína objavovať 10 ms od začiatku stimulu. Tento časový interval sa nazýva latentná perióda (obr. 5.1). Nasledovať bude rozvoj skrátenia (trvanie cca 50 ms) a relaxácie (50-60 ms). Predpokladá sa, že na celý cyklus jednej svalovej kontrakcie sa spotrebuje v priemere 0,1 s. Treba však mať na pamäti, že trvanie jednej kontrakcie v rôznych svaloch sa môže značne líšiť. Závisí to aj od funkčného stavu svalu. Rýchlosť kontrakcie a najmä relaxácie sa spomaľuje s rozvojom svalovej únavy. Medzi rýchle svaly, ktoré majú krátku dobu jednej kontrakcie, patria svaly jazyka a svaly, ktoré zatvárajú očné viečko.

Ryža. 5.1.Časové vzťahy medzi rôznymi prejavmi excitácie vlákien kostrového svalstva: a - pomer akčného potenciálu, uvoľnenia Ca 2+ do sarkoplazmy a kontrakcie: / - latentná perióda; 2 - skrátenie; 3 - relaxácia; b - pomer akčného potenciálu, kontrakcie a úrovne excitability

Pod vplyvom jediného podnetu najskôr vzniká akčný potenciál a až potom sa začína rozvíjať obdobie skracovania. Pokračuje aj po ukončení repolarizácie. Obnovenie pôvodnej polarizácie sarkolemy tiež naznačuje obnovenie excitability. V dôsledku toho na pozadí rozvíjajúcej sa kontrakcie svalových vlákien môžu byť spôsobené nové vlny excitácie, ktorých kontrakčný účinok bude kumulatívny.

Tetanická kontrakcia alebo tetanus nazývaná svalová kontrakcia, ktorá sa objavuje v dôsledku výskytu početných vĺn excitácie v motorických jednotkách, ktorých kontrakčný účinok je zhrnutý v amplitúde a čase.

Existujú zúbkované a hladké tetany. Pre získanie zubatého tetanu je potrebné stimulovať sval takou frekvenciou, aby každý ďalší náraz bol aplikovaný po skracovacej fáze, ale pred koncom relaxácie. K hladkému tetanu dochádza pri častejšej stimulácii, kedy sa uplatňujú následné nárazy pri rozvoji svalového skrátenia. Napríklad, ak je skracovacia fáza svalu 50 ms a relaxačná fáza 60 ms, potom na získanie vrúbkovaného tetanu je potrebné dráždiť tento sval s frekvenciou 9-19 Hz, aby sa dosiahol hladký tetanus - s frekvencia najmenej 20 Hz.

Napriek tomu

Amplitúda skratky

uvoľnený

Pesimum

na prebiehajúce podráždenie, sval

30 Hz

1 Hz 7 Hz

200 Hz

50 Hz

Frekvencia podráždenia

Ryža. 5.2. Závislosť amplitúdy kontrakcie od frekvencie stimulácie (sila a trvanie stimulov sú nezmenené)

Na ukážku rôzne druhy Tetanus zvyčajne zahŕňa zaznamenávanie kontrakcií izolovaného svalu gastrocnemia žaby na kymografe. Príklad takéhoto kymogramu je na obr. 5.2. Amplitúda jedinej kontrakcie je minimálna, zvyšuje sa pri vrúbkovanom tetanu a stáva sa maximálnou pri hladkom tetanu. Jedným z dôvodov tohto zvýšenia amplitúdy je, že keď sa vyskytujú časté vlny excitácie, Ca2+ sa hromadí v sarkoplazme svalových vlákien, čím sa stimuluje interakcia kontraktilných proteínov.

S postupným zvyšovaním frekvencie stimulácie sa sila a amplitúda svalovej kontrakcie zvyšuje len do určitej hranice - optimálna odozva. Frekvencia stimulácie, ktorá spôsobuje najväčšiu svalovú odozvu, sa nazýva optimálna. Ďalšie zvýšenie frekvencie stimulácie je sprevádzané znížením amplitúdy a sily kontrakcie. Tento jav sa nazýva pesimizmus v odpovedi, a frekvencie podráždenia presahujúce optimálnu hodnotu sú pesimálne. Fenomény optima a pesima objavil N.E. Vvedenského.

Pri hodnotení funkčnej aktivity svalov hovoria o ich tonusu a fázových kontrakciách. Svalový tonus nazývaný stav predĺženého nepretržitého napätia. V tomto prípade môže chýbať viditeľné skrátenie svalu vzhľadom na to, že k excitácii nedochádza u všetkých, ale len u niektorých motorických jednotiek svalu a nie sú excitované synchrónne. Fázická svalová kontrakcia nazývané krátkodobé skrátenie svalu, po ktorom nasleduje jeho uvoľnenie.

Štrukturálne-funkčné vlastnosti svalového vlákna.Štrukturálnou a funkčnou jednotkou kostrového svalstva je svalové vlákno, čo je predĺžená (0,5-40 cm dlhá) mnohojadrová bunka. Hrúbka svalových vlákien je 10-100 mikrónov. Ich priemer sa môže zväčšovať pri intenzívnom tréningovom zaťažení, ale počet svalových vlákien sa môže zvyšovať len do 3-4 mesiacov veku.

Membrána svalového vlákna je tzv sarkolema, cytoplazma - sarkoplazma. Sarkoplazma obsahuje jadrá, početné organely, sarkoplazmatické retikulum, ktorého súčasťou sú pozdĺžne tubuly a ich zhrubnutia - cisterny, ktoré obsahujú zásoby Ca 2+. Cisterny susedia s priečnymi tubulmi, ktoré prenikajú vláknom v priečnom smere (obr. 5.3).

V sarkoplazme prebieha pozdĺž svalového vlákna asi 2000 myofibríl (hrubých asi 1 µm), ktoré zahŕňajú vlákna vytvorené prepletením molekúl kontraktilných proteínov: aktínu a myozínu. Aktínové molekuly tvoria tenké filamenty (myofilamenty), ktoré ležia navzájom paralelne a prenikajú do druhu membrány nazývanej Z-línia alebo prúžok. Z-čiary sú umiestnené kolmo na dlhú os myofibrily a rozdeľujú myofibrilu na úseky dlhé 2-3 µm. Tieto oblasti sú tzv sarkoméry.

Cisterna Sarcolemma

Priečna trubica

Sarcomere

Rúrka s-p. ret^|

Jj3H ssss s_ zzzz tccc ;

; zzzz ssss s

zzzz ssss s

j3333 CCSS£

J3333 s with with with with with_

J3333 ss s s_

Sarkoméra je skrátená

3 3333 ssss s

Sarkoméra je uvoľnená

Ryža. 5.3.Štruktúra sarkoméry svalového vlákna: Z-čiary - limitujú sarkoméru, /! - anizotropný (tmavý) disk, / - izotropný (svetlý) disk, H - zóna (menej tmavý)

Sarkoméra je kontraktilná jednotka myofibrily.V strede sarkoméry ležia prísne usporiadané nad sebou hrubé filamenty tvorené molekulami myozínu a na okrajoch sarkoméry sú podobne umiestnené tenké filamenty aktínu. Konce aktínových filamentov sa rozprestierajú medzi koncami myozínových filamentov.

Centrálna časť sarkoméry (šírka 1,6 µm), v ktorej ležia myozínové vlákna, sa pod mikroskopom javí ako tmavá. Túto tmavú oblasť možno vysledovať cez celé svalové vlákno, pretože sarkoméry susedných myofibríl sú umiestnené striktne symetricky nad sebou. Tmavé oblasti sarkomérov sa nazývajú A-disky zo slova „anizotropné“. Tieto oblasti sú v polarizovanom svetle dvojlomné. Oblasti na okrajoch A-disku, kde sa aktínové a myozínové vlákna prekrývajú, sa javia tmavšie ako v strede, kde sa nachádzajú iba myozínové vlákna. Táto centrálna oblasť sa nazýva H pás.

Oblasti myofibrily, v ktorých sa nachádzajú iba aktínové vlákna, nevykazujú dvojlom, sú izotropné. Odtiaľ pochádza ich názov – I-discs. V strede I-disku je úzka tmavá čiara tvorená Z-membránou. Táto membrána udržuje aktínové vlákna dvoch susedných sarkomér v usporiadanom stave.

Aktínové vlákno zahŕňa okrem molekúl aktínu aj proteíny tropomyozín a troponín, ktoré ovplyvňujú interakciu aktínových a myozínových filamentov. Molekula myozínu má časti nazývané hlava, krk a chvost. Každá takáto molekula má jeden chvost a dve hlavy s krkom. Každá hlava má chemické centrum, ktoré môže viazať ATP a miesto, ktoré mu umožňuje viazať sa na aktínové vlákno.

Pri tvorbe myozínového vlákna sú molekuly myozínu prepletené svojimi dlhými chvostmi, umiestnenými v strede tohto vlákna, a hlavičky sú umiestnené bližšie k jeho koncom (obr. 5.4). Krk a hlava tvoria výbežok vyčnievajúci z myozínových filamentov. Tieto výstupky sa nazývajú krížové mosty. Sú mobilné a vďaka takýmto mostíkom môžu myozínové vlákna nadviazať spojenie s aktínovými vláknami.

Keď sa ATP pripojí na hlavu molekuly myozínu, mostík krátky čas umiestnené v tupom uhle vzhľadom na chvost. IN ďalší moment dochádza k čiastočnému štiepeniu ATP a vďaka tomu sa hlava zdvihne a presunie sa do energizovanej polohy, v ktorej sa môže naviazať na aktínové vlákno.

Molekuly aktínu tvoria dvojitú špirálu Trolonín

Komunikačné centrum ATF

Úsek tenkého vlákna (molekuly tropomyozínu sú umiestnené pozdĺž aktínových reťazcov, trolonín sa nachádza v uzloch špirály)

Krk

Chvost

Tropomyoein ti

Molekula myozínu pri veľkom zväčšení

Časť hrubého vlákna (sú viditeľné hlavy molekúl myozínu)

Aktínové vlákno

Hlava

+ cca 2+

So 2+ "*Sa 2+

ADF-F

So 2+ N

Relaxácia

Cyklus pohybov hlavy myozínu počas svalovej kontrakcie

myozín 0 + ATP

Ryža. 5.4.Štruktúra aktínových a myozínových filamentov, pohyb myozínových hlavičiek pri svalovej kontrakcii a relaxácii. Vysvetlenie v texte: 1-4 - etapy cyklu

Mechanizmus kontrakcie svalových vlákien. Excitáciu vlákien kostrového svalstva za fyziologických podmienok spôsobujú iba impulzy prichádzajúce z motorických neurónov. Nervový impulz aktivuje neuromuskulárnu synapsiu, spôsobí výskyt PC.P a potenciál koncovej platničky zabezpečuje generovanie akčného potenciálu v sarkoléme.

Akčný potenciál sa šíri tak pozdĺž povrchovej membrány svalového vlákna, ako aj hlbšie pozdĺž priečnych tubulov. V tomto prípade sú cisterny sarkoplazmatického retikula depolarizované a Ca2+ kanály sú otvorené. Keďže v sarkoplazme je koncentrácia Ca 2+ 1 (G 7 -1 (G b M a v nádržiach je približne 10 000-krát väčšia), potom keď sa kanály Ca 2+ otvoria, vápnik pozdĺž koncentračného gradientu opúšťa tankuje do sarkoplazmy a difunduje do myofilamentov a spúšťa procesy, ktoré zaisťujú kontrakciu, čím sa uvoľňujú ióny Ca 2+

do sarkoplazmy je faktor, ktorý spája el oblohy a mechanické javy vo svalovom vlákne. Ca 2+ ióny sa viažu na troponín a to za účasti tropomyo- zina, vedie k otvoreniu (odblokovaniu) aktinových miest zavýjať vlákna, ktoré sa môžu viazať na myozín. Potom energizované myozínové hlavy vytvárajú mosty s aktínom a dochádza ku konečnému rozpadu ATP, ktorý bol predtým zachytený a držaný myozínovými hlavami. Energia získaná rozpadom ATP sa využíva na rotáciu myozínových hláv smerom k stredu sarkoméry. Pri tejto rotácii myozínové hlavy ťahajú aktínové vlákna spolu s nimi a posúvajú ich medzi myozínovými vláknami. Jedným ťahom môže hlava posunúť aktínové vlákno o -1 % dĺžky sarkoméry. Pre maximálnu kontrakciu sú potrebné opakované veslovacie pohyby hláv. K tomu dochádza, keď je dostatočná koncentrácia ATP a So 2+ v sarkoplazme. Aby sa myozínová hlava mohla opäť pohnúť, musí sa k nej pripojiť nová molekula ATP. Pridanie ATP spôsobí prerušenie spojenia medzi myozínovou hlavicou a aktínom a na chvíľu zaujme svoju pôvodnú polohu, z ktorej sa môže posunúť do interakcie s novou časťou aktínového vlákna a vykonať nový veslovací pohyb.

Táto teória mechanizmu svalovej kontrakcie bola tzv teória "posuvných nití"

Na uvoľnenie svalového vlákna je potrebné, aby koncentrácia iónov Ca 2+ v sarkoplazme bola nižšia ako 10 -7 M/l. K tomu dochádza v dôsledku fungovania kalciovej pumpy, ktorá poháňa Ca2+ zo sarkoplazmy do retikula. Navyše, pre svalovú relaxáciu musia byť prerušené mosty medzi myozínovými hlavami a aktínom. K tomuto prasknutiu dochádza, keď sú molekuly ATP prítomné v sarkoplazme a viažu sa na myozínové hlavy. Po oddelení hláv elastické sily natiahnu sarkoméru a posunú aktínové vlákna do ich pôvodnej polohy. Elastické sily vznikajú v dôsledku: 1) elastického ťahu špirálovitých bunkových proteínov zahrnutých v štruktúre sarkoméry; 2) elastické vlastnosti membrán sarkoplazmatického retikula a sarkolemy; 3) elasticita spojivového tkaniva svalov, šliach a účinky gravitácie.

Svalová sila. Sila svalu je určená maximálnou hodnotou záťaže, ktorú dokáže zdvihnúť, alebo maximálnou silou (napätím), ktorú môže vyvinúť v podmienkach izometrickej kontrakcie.

Jedno svalové vlákno je schopné vyvinúť napätie 100-200 mg. V tele je približne 15-30 miliónov vlákien. Ak by pôsobili paralelne v rovnakom smere a v rovnakom čase, mohli by vytvoriť napätie 20-30 ton.

Svalová sila závisí od množstva morfofunkčných, fyziologických a fyzikálnych faktorov.

Svalová sila sa zvyšuje so zvyšujúcou sa geometrickou a fyziologickou plochou prierezu. Na určenie fyziologického prierezu svalu nájdite súčet prierezov všetkých svalových vlákien pozdĺž čiary vedenej kolmo na priebeh každého svalového vlákna.

Vo svale s paralelnými vláknami (sartorius) sú geometrické a fyziologické prierezy rovnaké. Vo svaloch so šikmými vláknami (medzirebrové) je fyziologický prierez väčší ako geometrický a to pomáha zvyšovať svalovú silu. Fyziologický prierez a sila svalov s pennate usporiadaním (väčšina svalov tela) svalových vlákien sa ešte zvyšuje.

Vedieť porovnať silu svalových vlákien vo svaloch s rôznymi histologická štruktúra, predstavil pojem absolútnej svalovej sily.

Absolútna sila svalov- maximálna sila vyvinutá svalom, vypočítaná na 1 cm 2 fyziologického prierezu. Absolútna sila bicepsu - 11,9 kg/cm2, triceps brachii - 16,8 kg/cm2, gastrocnemius 5,9 kg/cm2, hladké svalstvo - 1 kg/cm2

Sila svalu závisí od percenta rôznych typov motorických jednotiek, ktoré daný sval tvoria. Pomer odlišné typy motorické jednotky v tom istom svale sa líšia od človeka k človeku.

Rozlišujú sa tieto typy motorických jednotiek: a) pomalé, neunavujúce (majú červenú farbu) - majú nízku pevnosť, ale môžu byť dlhodobo v stave tonickej kontrakcie bez známok únavy; b) rýchle, ľahko unaviteľné (bielej farby) – ich vlákna majú veľkú kontrakčnú silu; c) rýchle, odolné voči únave – majú pomerne veľkú silu kontrakcie a únava sa u nich vyvíja pomaly.

U Iný ľudia pomer počtu pomalých a rýchlych motorických jednotiek v tom istom svale je daný geneticky a môže sa výrazne líšiť. V ľudskom štvorhlavom svale sa teda relatívny obsah medených vlákien môže meniť od 40 do 98%. Čím väčšie je percento pomalých vlákien vo svaloch človeka, tým viac sú prispôsobené na dlhodobú, ale málo výkonnú prácu. Ľudia s vysokým obsahom rýchlych silných motorických jednotiek sú schopní vyvinúť veľkú silu, ale sú rýchlo náchylní na únavu. Musíme však mať na pamäti, že únava závisí od mnohých ďalších faktorov.

Sila svalu sa zvyšuje pri miernom naťahovaní. Je to spôsobené tým, že pri miernom natiahnutí sarkoméry (do 2,2 μm) sa zvyšuje počet mostíkov, ktoré sa môžu vytvoriť medzi aktínom a myozínom. Pri naťahovaní svalu vzniká v ňom aj elastická trakcia zameraná na skrátenie. Tento ťah sa pridáva k sile vyvinutej pohybom myozínových hláv.

Svalová sila je regulovaná nervovým systémom zmenou frekvencie impulzov vysielaných do svalu, synchronizáciou excitácie veľkého počtu motorických jednotiek a výberom typov motorických jednotiek. Sila kontrakcií sa zvyšuje: a) so zvýšením počtu excitovaných motorických jednotiek zapojených do reakcie; b) so zvýšením frekvencie excitačných vĺn v každom z aktivovaných vlákien; c) pri synchronizácii excitačných vĺn vo svalových vláknach; d) pri aktivácii silných (bielych) motorických jednotiek.

Najprv (ak je potrebné vyvinúť malé úsilie) sa aktivujú pomalé, neunavujúce motorické jednotky, potom rýchle, odolné voči únave. A ak je potrebné vyvinúť silu viac ako 20-25% maxima, potom sa na kontrakcii podieľajú rýchle, ľahko unaviteľné motorické jednotky.

Pri napätí až 75% maximálneho možného sa aktivujú takmer všetky motorické jednotky a dochádza k ďalšiemu nárastu sily v dôsledku zvýšenia frekvencie impulzov prichádzajúcich do svalových vlákien.

Pri slabých kontrakciách je frekvencia impulzov v axónoch motorických neurónov 5-10 impulzov/s a pri silnej kontrakčnej sile môže dosiahnuť až 50 impulzov/s.

V detskom veku dochádza k nárastu sily najmä zväčšovaním hrúbky svalových vlákien a s tým súvisí aj nárast počtu myofibríl. Nárast počtu vlákien je nevýznamný.

Pri tréningu dospelých svalov je nárast ich sily spojený s nárastom počtu myofibríl, zatiaľ čo nárast vytrvalosti je spôsobený zvýšením počtu mitochondrií a intenzitou syntézy ATP v dôsledku aeróbnych procesov.

Existuje vzťah medzi silou a rýchlosťou skracovania. Čím väčšia je dĺžka svalu, tým vyššia je rýchlosť svalovej kontrakcie (v dôsledku súčtu kontrakčných účinkov sarkomér) a závisí od zaťaženia svalu. So zvyšujúcou sa záťažou sa rýchlosť kontrakcie znižuje. Ťažký náklad sa dá zdvihnúť iba pomalým pohybom. Maximálna rýchlosť kontrakcia dosiahnutá pri kontrakcii ľudských svalov je asi 8 m/s.

Sila svalovej kontrakcie klesá s rozvojom únavy.

Únava a jej fyziologický základ.Únava nazývaný prechodný pokles výkonnosti, spôsobený predchádzajúcou prácou a vymiznúci po období odpočinku.

Únava sa prejavuje poklesom svalovú silu, rýchlosť a presnosť pohybov, zmeny výkonnosti kardiorespiračného systému a autonómna regulácia, zhoršenie ukazovateľov funkcie centrálneho nervového systému. Dôkazom toho je zníženie rýchlosti jednoduchých mentálnych reakcií, oslabenie pozornosti, pamäte, zhoršenie ukazovateľov myslenia a zvýšenie počtu chybných akcií.

Subjektívne sa únava môže prejaviť pocitom únavy, bolesťou svalov, búšením srdca, príznakmi dýchavičnosti, túžbou znížiť záťaž alebo prestať pracovať. Príznaky únavy sa môžu líšiť v závislosti od druhu práce, intenzity práce a stupňa únavy. Ak je únava spôsobená duševnou prácou, potom sú príznaky zníženej funkčnosti duševnej činnosti spravidla výraznejšie. Pri veľmi ťažkej svalovej práci môžu vystúpiť do popredia príznaky porúch na úrovni nervovosvalového systému.

Únava, ktorá vzniká v podmienkach bežnej pracovnej činnosti, pri svalovej aj duševnej práci, má do značnej miery podobné mechanizmy rozvoja. V oboch prípadoch sa procesy únavy vyvíjajú najskôr v nervovom stredísk Jedným z ukazovateľov je pokles inteligencie národné výkon s fyzickou únavou, a s duševnou únavou - zníženie výkonnosti sme cervikálnyčinnosti.

Oddych nazývaný stav pokoja alebo vykonávanie novej činnosti, pri ktorej sa odstraňuje únava a obnovuje sa výkonnosť. ONI. Sechenov ukázal, že obnovenie výkonu nastáva rýchlejšie, ak pri odpočinku po únave jednej svalovej skupiny (napríklad ľavej ruky) prácu vykonáva iná svalová skupina ( pravá ruka). Tento fenomén nazval „aktívny oddych“

zotavenie sú procesy, ktoré zabezpečujú elimináciu nedostatku energetických a plastových látok, reprodukciu štruktúr spotrebovaných alebo poškodených počas práce, elimináciu nadbytočných metabolitov a odchýlok ukazovateľov homeostázy od optimálnej úrovne.

Dĺžka obdobia potrebného na obnovenie tela závisí od intenzity a trvania práce. Čím väčšia je intenzita práce, tým kratší je potrebný čas odpočinku.

Rôzne ukazovatele fyziologických a biochemických procesov sa obnovujú po rôznych časoch od ukončenia fyzickej aktivity. Jedným z dôležitých testov rýchlosti zotavenia je určiť čas, ktorý trvá, kým sa vaša srdcová frekvencia vráti na pokojové úrovne. Čas zotavenia srdcovej frekvencie po miernom záťažovom teste v zdravý človek by nemala presiahnuť 5 minút.

S veľmi intenzívnym fyzická aktivitaúnavové javy sa nevyvíjajú len v centrálnom nervovom systéme, ale aj v neuromuskulárnych synapsiách, ako aj vo svaloch. V systéme nervovosvalového preparátu sú nervové vlákna najmenej unavené, nervovosvalová synapsia najväčšiu únavu a sval zaujíma medzipolohu. Nervové vlákna môžu viesť vysokofrekvenčné akčné potenciály celé hodiny bez známok únavy. Pri častej aktivácii synapsie najskôr klesá účinnosť prenosu vzruchu a potom dochádza k blokáde jeho vedenia. K tomu dochádza v dôsledku zníženia ponuky transmitera a ATP v presynaptickom zakončení a zníženia citlivosti postsynaptickej membrány na acetylcholín.

Pre mechanizmus vzniku únavy vo veľmi intenzívne pracujúcom svale bolo navrhnutých niekoľko teórií: a) teória „vyčerpania“ – spotreby zásob ATP a zdrojov jeho tvorby (kreatínfosfát, glykogén, mastné kyseliny), b) teória „dusenia“ - na prvom mieste je nedostatok kyslíka do vlákien pracujúceho svalu; c) teória „upchávania“, ktorá vysvetľuje únavu hromadením kyseliny mliečnej a toxických metabolických produktov vo svale. V súčasnosti sa verí, že všetky tieto javy sa vyskytujú pri veľmi intenzívnej svalovej práci.

Zistilo sa, že maximálna fyzická práca pred rozvojom únavy sa vykonáva pri stredná závažnosť a tempo práce (pravidlo priemerného zaťaženia). V prevencii únavy sú dôležité aj: správny pomer období práce a odpočinku, striedanie duševnej a fyzickej práce s prihliadnutím na cirkadiánne, ročné a individuálne biologické rytmy.

Svalová sila sa rovná súčinu svalovej sily a rýchlosti skracovania. Maximálny výkon sa vyvíja pri priemernej rýchlosti skracovania svalov. Pre sval paže sa maximálny výkon (200 W) dosiahne pri rýchlosti kontrakcie 2,5 m/s.

5.2. Hladký sval

Fyziologické vlastnosti a charakteristiky hladkého svalstva.

Hladké svaly sú neoddeliteľnou súčasťou niektoré vnútorné orgány a podieľajú sa na zabezpečovaní funkcií, ktoré tieto orgány vykonávajú. Predovšetkým upravujú priechodnosť priedušiek pre vzduch, prietok krvi v rôznych orgánoch a tkanivách, pohyb tekutín a tráviaceho traktu (v žalúdku, črevách, močovodov, močových a žlčníkových), vypudzujú plod z maternice, rozširujú alebo stiahnite zreničky (stiahnutím radiálnych alebo kruhových svalov dúhovka), zmeniť polohu reliéfu vlasov a pokožky. Bunky hladkého svalstva sú vretenovitého tvaru, 50-400 µm dlhé, 2-10 µm hrubé.

Hladké svaly, podobne ako kostrové svaly, majú excitabilitu, vodivosť a kontraktilitu. Na rozdiel od kostrových svalov, ktoré majú elasticitu, hladké svaly sú plastické (schopné udržať si dĺžku, ktorá im bola daná dlhým naťahovaním bez zvýšenia napätia). Táto vlastnosť je dôležitá na vykonávanie funkcie ukladania potravy v žalúdku alebo tekutín v žlčníku a močovom mechúre.

Zvláštnosti vzrušivosť vlákna hladkého svalstva sú do určitej miery spojené s ich nízkym transmembránovým potenciálom (E 0 = 30-70 mV). Mnohé z týchto vlákien sú automatické. Trvanie ich akčného potenciálu môže dosiahnuť desiatky milisekúnd. Deje sa tak preto, lebo akčný potenciál v týchto vláknach sa vyvíja najmä v dôsledku vstupu vápnika do sarkoplazmy z medzibunkovej tekutiny cez takzvané pomalé Ca2+ kanály.

Rýchlosť vykonaním zasvätenia v bunkách hladkého svalstva malé - 2-10 cm/s. Na rozdiel od kostrových svalov sa vzruch v hladkom svalstve môže prenášať z jedného vlákna na druhé v blízkosti. K tomuto prenosu dochádza v dôsledku prítomnosti spojení medzi vláknami hladkého svalstva, ktoré majú nízky odpor voči elektrickému prúdu a zabezpečujú výmenu medzi bunkami Ca 2+ a inými molekulami. Výsledkom je, že hladké svalstvo má vlastnosti funkčného syncýtia.

Kontraktilita vlákna hladkého svalstva sa vyznačujú dlhou latentnou periódou (0,25-1,00 s) a dlhým trvaním (až 1 min) jednej kontrakcie. Hladké svaly majú nízku kontrakčnú silu, ale sú schopné zostať v tonickej kontrakcii po dlhú dobu bez toho, aby sa u nich vyvinula únava. Je to spôsobené tým, že hladké svalstvo minie 100-500-krát menej energie na udržanie tetanickej kontrakcie ako kostrové svalstvo. Zásoby ATP spotrebované hladkým svalstvom majú preto čas na obnovenie aj počas kontrakcie a hladké svaly niektorých telesných štruktúr sú počas svojho života v stave tonickej kontrakcie.

Podmienky pre kontrakciu hladkého svalstva. Najdôležitejšou vlastnosťou hladkých svalových vlákien je, že sú excitované pod vplyvom mnohých podnetov. Normálna kontrakcia kostrového svalstva je iniciovaná iba nervovým impulzom, ktorý prichádza do neuromuskulárneho spojenia. Kontrakcia hladkých svalov môže byť spôsobená: nervové impulzy a biologicky aktívne látky (hormóny, mnohé neurotransmitery, prostaglandíny, niektoré metabolity), ako aj vystavenie fyzikálnym faktorom, ako je strečing. Okrem toho môže dôjsť k excitácii hladkého svalstva spontánne - v dôsledku automatizácie.

Veľmi vysoká reaktivita hladkých svalov a ich schopnosť reagovať kontrakciou na pôsobenie rôznych faktorov spôsobuje značné ťažkosti pri náprave porúch tonusu týchto svalov v lekárskej praxi. Je to vidieť na príkladoch liečby bronchiálnej astmy, arteriálnej hypertenzie, spastickej kolitídy a iných ochorení, ktoré si vyžadujú korekciu kontraktilná činnosť hladké svaly.

IN molekulárny mechanizmus kontrakcia hladkého svalstva má tiež množstvo odlišností od mechanizmu kontrakcie kostrového svalstva. Vlákna aktínu a myozínu vo vláknach hladkého svalstva sú umiestnené menej usporiadane ako vo vláknach kostry, a preto hladké svalstvo nemá priečne pruhy. Aktínové vlákna hladkého svalstva neobsahujú proteín troponín a molekulárne centrá aktínu sú vždy otvorené pre interakciu s myozínovými hlavami. Aby k tejto interakcii došlo, musia sa molekuly ATP rozložiť a fosfát preniesť do myozínových hláv. Potom sú molekuly myozínu tkané do vlákien a svojimi hlavami sa viažu na myozín. Nasleduje rotácia myozínových hlavičiek, pri ktorej sa aktínové filamenty vťahujú medzi myozínové filamenty a dochádza ku kontrakcii.

Fosforylácia myozínových hláv sa uskutočňuje pomocou enzýmu kináza myozínového ľahkého reťazca a defosforylácia sa uskutočňuje fosfatázou myozínového ľahkého reťazca. Ak aktivita myozínfosfatázy prevažuje nad aktivitou kinázy, myozínové hlavy sú defosforylované, väzba myozín-aktín sa preruší a sval sa uvoľní.

Preto, aby došlo ku kontrakcii hladkého svalstva, je nevyhnutné zvýšenie aktivity kinázy myozínového ľahkého reťazca. Jeho aktivita je regulovaná hladinou Ca 2+ v sarkoplazme. Pri vzrušení vlákna hladkého svalstva sa zvyšuje obsah vápnika v jeho sarkoplazme. Tento nárast je spôsobený príjmom Ca^+ z dvoch zdrojov: 1) medzibunkového priestoru; 2) sarkoplazmatické retikulum (obr. 5.5). Ďalej Ca 2+ ióny tvoria komplex s proteínom kalmodulínom, ktorý premieňa myozínkinázu do aktívneho stavu.

Postupnosť procesov vedúcich k rozvoju kontrakcie hladkého svalstva: Vstup Ca 2 do sarkoplazmy - acti

aktivácia kalmodulínu (tvorbou 4Ca 2+ - kalmodulínového komplexu) - aktivácia kinázy ľahkého reťazca myozínu - fosforylácia myozínových hlavičiek - väzba hlavičiek myozínu na aktín a rotácia hlavičiek, pri ktorej sa aktínové vlákna vťahujú medzi myozínové vlákna.

Podmienky potrebné na relaxáciu hladkého svalstva: 1) zníženie (na 10 M/l alebo menej) obsahu Ca 2+ v sarkoplazme; 2) rozpad komplexu 4Ca 2+ -kalmodulínu, čo vedie k zníženiu aktivity kinázy ľahkého reťazca myozínu – defosforylácii myozínových hláv, čo vedie k pretrhnutiu väzieb medzi aktínovými a myozínovými filamentami. Potom elastické sily spôsobujú relatívne pomalé obnovenie pôvodnej dĺžky vlákna hladkého svalstva a jeho relaxáciu.

Testovacie otázky a úlohy

Bunková membrána

Ryža. 5.5. Schéma ciest vstupu Ca 2+ do sarkoplazmy hladkého svalstva-

bunky a jej odstránenie z plazmy: a - mechanizmy zabezpečujúce vstup Ca 2+ do sarkoplazmy a spustenie kontrakcie (Ca 2+ pochádza z extracelulárneho prostredia a sarkoplazmatického retikula); b - spôsoby, ako odstrániť Ca 2+ zo sarkoplazmy a zabezpečiť relaxáciu

Vplyv norepinefrínu prostredníctvom α-adrenergných receptorov

Ca2+ kanál závislý od ligandu

Únikové kanály

Potenciálne závislý Ca2+ kanál

Bunka hladkého svalstva

a-adreno! receptorfnorepinefrínG

Vymenujte typy ľudských svalov. Aké sú funkcie kostrových svalov?

Popíšte fyziologické vlastnosti kostrového svalstva.

Aký je vzťah medzi akčným potenciálom, kontrakciou a excitabilitou svalového vlákna?

Aké spôsoby a typy svalových kontrakcií existujú?

Uveďte štrukturálne a funkčné vlastnosti svalového vlákna.

Čo sú motorické jednotky? Uveďte ich typy a vlastnosti.

Aký je mechanizmus kontrakcie a relaxácie svalových vlákien?

Čo je svalová sila a aké faktory ju ovplyvňujú?

Aký je vzťah medzi silou kontrakcie, jej rýchlosťou a prácou?

Definujte únavu a zotavenie. Aký je ich fyziologický základ?

Aké sú fyziologické vlastnosti a vlastnosti hladkého svalstva?

Uveďte podmienky kontrakcie a relaxácie hladkého svalstva.

KLASIFIKÁCIA SVALOVÝCH VLÁKEN.

Morfologická klasifikácia

priečne pruhované (priečne pruhované)

Hladké (neprúžkované)

Klasifikácia podľa typu riadenia svalovej aktivity

Priečne pruhované sval kostrový typ.

Tkanivo hladkého svalstva vnútorných orgánov.

Pruhované svalové tkanivo srdcový typ

KLASIFIKÁCIA KOSTROVÝCH SVALOVÝCH VLÁKEN

PRUHOVANÉ SVALY predstavujú najšpecializovanejší aparát na vykonávanie rýchlych kontrakcií. Existujú dva typy priečne pruhovaných svalov – kostrové a srdcové. KOSTROVÉ svaly sú zložené zo svalových vlákien, z ktorých každé je viacjadrovou bunkou, ktorá je výsledkom fúzie veľkého počtu buniek. V závislosti od kontraktilných vlastností, farby a únavy sa svalové vlákna delia do dvoch skupín – ČERVENÉ a BIELE. Funkčnou jednotkou svalového vlákna je myofibrila. Myofibrily zaberajú takmer celú cytoplazmu svalového vlákna a vytláčajú jadrá na perifériu.

RED MUSCLE vlákna (vlákna typu 1) obsahujú veľké množstvo mitochondrie s vysokou aktivitou oxidačných enzýmov. Sila ich kontrakcií je pomerne malá a miera spotreby energie je taká, že majú dostatok aeróbneho metabolizmu (využívajú kyslík). Zapájajú sa do pohybov, ktoré si nevyžadujú značné úsilie, ako je napríklad udržiavanie pózy.

BIELE SVALOVÉ VLÁKNA (vlákna 2. typu) sa vyznačujú vysokou aktivitou glykolytických enzýmov, výraznou kontrakčnou silou a takou vysokou mierou spotreby energie, na ktorú už nestačí aeróbny metabolizmus. Preto motorické jednotky pozostávajúce z bielych vlákien poskytujú rýchle, ale krátkodobé pohyby, ktoré si vyžadujú trhavé úsilie.

KLASIFIKÁCIA HLADKÝCH SVALOV

Hladké svaly sa delia na VISCERAL(JEDNOTNÉ) A VIACJEDNOTNÝ. VISCERAL HLADKÉ svaly sa nachádzajú vo všetkých vnútorných orgánoch, kanáloch tráviace žľazy, krvné a lymfatické cievy, koža. TO MULIPIUNITÁRNY zahŕňajú ciliárny sval a dúhovkový sval. Rozdelenie hladkých svalov na viscerálne a multiunitárne je založené na rozdielnej hustote ich motorickej inervácie. V VISCERÁLNYCH HLADKÝCH SVALOCH sú motorické nervové zakončenia prítomné na malom počte hladkých svalov. svalové bunky.

FUNKCIE KOSTROVÉHO A HLADKÉHO SVALU.

FUNKCIE A VLASTNOSTI HLADKÝCH SVALOV

1. ELEKTRICKÁ ČINNOSŤ. Hladké svaly sa vyznačujú nestabilným membránovým potenciálom. Kolísanie membránového potenciálu bez ohľadu na nervové vplyvy spôsobuje nepravidelné kontrakcie, ktoré udržujú sval v stave neustálej čiastočnej kontrakcie – tonusu. Membránový potenciál buniek hladkého svalstva neodráža skutočnú hodnotu pokojového potenciálu. Keď membránový potenciál klesá, sval sa sťahuje, keď sa zvyšuje, uvoľňuje sa.

2. AUTOMATIZÁCIA. Akčné potenciály buniek hladkého svalstva sú svojou povahou autorytmické, podobne ako potenciály prevodového systému srdca. To naznačuje, že akékoľvek bunky hladkého svalstva sú schopné spontánnej automatickej aktivity. Automatika hladkých svalov, t.j. schopnosť automatickej (spontánnej) činnosti je vlastná mnohým vnútorným orgánom a cievam.

3. REAKCIA NA NAPÄTIE. V reakcii na natiahnutie sa hladké svalstvo stiahne. Strečing totiž znižuje potenciál bunkovej membrány, zvyšuje frekvenciu AP a v konečnom dôsledku aj tonus hladkého svalstva. V ľudskom tele táto vlastnosť hladkých svalov slúži ako jeden zo spôsobov regulácie motorickej aktivity vnútorných orgánov. Napríklad, keď je žalúdok naplnený, jeho stena sa natiahne. Zvýšenie tonusu steny žalúdka v reakcii na jej natiahnutie pomáha udržiavať objem orgánu a lepší kontakt jeho stien s prichádzajúcou potravou. IN cievyúsek vytvorený kolísaním krvného tlaku.

4. PLASTICITA b. Premenlivosť napätia bez prirodzenej súvislosti s jeho dĺžkou. Ak sa teda natiahne hladký sval, jeho napätie sa zvýši, ale ak sa sval udrží v stave predĺženia spôsobeného strečingom, potom sa napätie postupne zníži, niekedy nielen na úroveň, ktorá existovala pred natiahnutím, ale aj pod touto úrovňou.

5. CHEMICKÁ CITLIVOSŤ. Hladké svaly sú vysoko citlivé na rôzne fyziologicky aktívne látky: adrenalín, norepinefrín. Je to spôsobené prítomnosťou špecifických receptorov na bunkovej membráne hladkého svalstva. Ak pridáte adrenalín alebo norepinefrín do prípravku hladkého svalstva čreva, membránový potenciál sa zvýši, frekvencia AP sa zníži a sval sa uvoľní, t. j. pozoruje sa rovnaký účinok ako pri excitácii sympatikových nervov.

FUNKCIE A VLASTNOSTI KOSTROVÝCH SVALOV

Kostrové svaly sú neoddeliteľnou súčasťou ľudského muskuloskeletálneho systému. V tomto prípade svaly vykonávajú nasledovné funkcie:

1) poskytnúť určitú polohu ľudského tela;

2) pohyb tela v priestore;

3) pohybovať jednotlivými časťami tela voči sebe;

4) sú zdrojom tepla, ktoré vykonávajú termoregulačnú funkciu.

Kostrové svalstvo má nasledujúce podstatné VLASTNOSTI:

1)EXCITABILITA- schopnosť reagovať na podnet zmenou iónovej vodivosti a membránového potenciálu.

2) VODIVOSŤ- schopnosť viesť akčný potenciál pozdĺž a hlboko do svalového vlákna pozdĺž T-systému;

3) KONTRAKTIBILITA- schopnosť skrátiť alebo vyvinúť napätie pri vzrušení;

4) ELASTICITA- schopnosť vyvinúť napätie pri strečingu.