Ľudské telo obsahuje nasledujúce typy tkanív:
epitel, spojivové tkanivo, chrupavkové tkanivo, kostné tkanivo, sval a nervové tkanivo.
Látka je jeden systém bunky, ktoré majú spoločný vývoj, štruktúru a fungovanie.
Epitel pokrýva celý vonkajší povrch tela, vnútorné povrchy tráviaci trakt respiračný a urogenitálny trakt, tvorí väčšinu žliaz v tele (žľazy gastrointestinálny trakt pankreas, štítna žľaza, pot, maz, atď.). Podľa štruktúry a usporiadania buniek existujú jednovrstvové, viacradové epitely a viacvrstvové.
Spojivové tkanivá pozostávajú z buniek a medzibunkových látok. Vykonávajú mechanické, ochranné a trofické funkcie. Spojivové tkanivo sa delí na husté vláknité tkanivo (sem patria väzy, šľachy, elastické tkanivo, retikulárna vrstva kože atď.) a voľné, nepravidelné tkanivo (krvné cievy, nervy a takmer všetky orgány).
Chrupavkové tkanivo pozostáva z vyvinutej medzibunkovej látky a buniek. V ľudskom tele sa nachádza hyalínová chrupavka (chrupavka priedušnice, priedušiek), elastická (ušnica) a vláknitá medzistavcovej platničky) chrupavka.
Kostné tkanivo má hrubý vláknitý a lamelárny vzhľad. Medzibunkovú látku tvoria osseínové (kolagénové) vlákna a látka impregnovaná minerálnymi soľami. Chrupavka a kostné tkanivo plnia podpornú funkciu.
Svalové tkanivo je tvorené hladkými a priečne pruhované tkanivo. Jeho hlavnou vlastnosťou je redukcia. Tkanivo hladkého svalstva je súčasťou vnútorné orgány, cievy a mimovoľne sa zmenšuje. Pruhované svaly tvoria kostrové svaly a svaly niektorých vnútorných orgánov (hltan, jazyk, časti pažeráka). Zníženie je svojvoľné, podlieha vôli človeka. Len svalové tkanivo srdca sa mimovoľne sťahuje.
Nervové tkanivo sa skladá z nervové bunky a gly. Ona tvorí základ nervový systém. Hlavnými vlastnosťami nervového systému sú excitabilita a vodivosť.
Tkanivá spolu úzko interagujú a vytvárajú orgány.
Ľudská kostra.
Ľudská kostra pozostáva z viac ako 200 kostí a plní v tele nosnú, ochrannú funkciu a pohyb. Kostra má mechanický význam, začínajú a upevňujú sa na nej ľubovoľné svaly. Poskytujú tiež ochranu hlavy a miecha(lebka, chrbtica), aj pre orgány hrudník a malá panva. IN kostného tkaniva sa nachádzajú minerálne soli a prebieha metabolizmus minerálov. Vnútrokostné dutiny kostry obsahujú červenú a žltú Kostná dreň, ktorý hrá dôležitú úlohu v metabolizme a hematopoetickej funkcii.
Kosti sa delia na rúrkovité, hubovité, ploché, vzdušné a zmiešané. Kosti možno rozdeliť na dlhé, krátke, ploché a zmiešané. Rúrkové kosti majú telo blízke valcovitému tvaru (diafýza) a na koncoch je epifýza. Sú to dlhé tubulárne kosti. Kanál tubulárnych kostí obsahuje žltú kostnú dreň. Epifýzy tubulárnych kostí sú tvorené hubovitou substanciou a bunky sú vyplnené červenou kostnou dreňou. Rúrkové kosti sú prevažne voľné končatiny a vykonávajú pohybovú funkciu, uchopovacie pohyby, zdvíhanie, odpudzovanie atď.
Špongiovité kosti pozostávajú z hubovitej hmoty, ktorá je zvonka pokrytá tenkou vrstvou kostného tkaniva. Bunky hubovitého tkaniva obsahujú červenú kostnú dreň. Dlhé hubovité kosti (rebrá, hrudná kosť) sa podieľajú na dýchaní a vykonávajú ochrannú funkciu pre orgány hrudnej dutiny.
V tele sa nachádzajú krátke hubovité kosti - to sú stavce. Vykonávajú ochranné a podporné funkcie pre miechu. V chodidle a ruke poskytujú pruženie a elasticitu.
Ploché kosti zahŕňajú krycie kosti lebky a kosti pletenca končatín. Chránia mozog a vnútorné orgány.
Vzduchové kosti (etmoidné, čelné, čeľustné, temporálne, sfénoidné) majú iný tvar, ale vždy obsahujú vzduchové dutiny (sínusy), ktoré sú vystlané sliznicou.
Medzi zmiešané kosti patria kosti atlasu, dolnej čeľuste, nosa, zygomatického, palatínového. Líšia sa tvarom, štruktúrou, funkciou a pôvodom. Na niektorých miestach sú kosti rovnomerné, väčšinou však majú nepravidelnosti, sú na nich pripevnené šľachy, priliehajú cievy a nervy atď.
Všetky kosti vonku aj vo vnútri sú pokryté membránami spojivového tkaniva bohatými na krvné cievy. Tieto škrupiny sa podieľajú na výžive a vývoji kosti.
Hlavné prvky chrbtica sú stavce. Ich počet je od 32 do 35. Stavce sú si navzájom podobné a pozostávajú z tela, oblúka, tŕňového výbežku, párových priečnych a kĺbových výbežkov. Telo stavca je umiestnené vpredu, má hubovitú štruktúru. Za telom stavca sa spája oblúk. Stavce, ktoré sú na sebe navrstvené, tvoria vertebrálne otvory miechový kanál. Je tu miecha, jej membrány a korene.
Z oblúka stavca odchádzajte za tŕňový proces, bočné párové priečne procesy, trochu pred nimi - spárované horné a dolné kĺbové procesy. Medzi stavcami sú medzistavcové otvory, cez ktoré prechádzajú miechové nervy. Obsahujú aj miechové uzliny.
Tŕňové a priečne výbežky, ako aj oblúky stavcov fixujú svaly a väzy.
Stavce sa delia na krčné, hrudné, driekové, krížové a kostrčové.
Krčné stavce 7. Prvý stavec sa nazýva Atlas. Prvý a druhý krčný stavec sa spájajú krčnej oblasti chrbtica s lebkou. Po druhé krčný stavec(os), siedmy krčný stavec (vyčnievajúci).
Hrudné stavce 12.
Bedrové stavce 5.
Sakrálne oddelenie - krížové stavce 5. Zlúčia sa a tvoria krížovú kosť.
A v spodnej časti chrbtice je oblasť kostrče. Kostrč má 4-5 stavcov. 
Chrbtica tvorí zakrivenie v tvare S. Má dve vydutiny, ktoré sú nasmerované dopredu (cervikálny a bedrová lordóza s) a dve konkávnosti (hrudná a sakrálna kyfóza). Takáto štruktúra chrbtice je nevyhnutná na absorbovanie zvislých zaťažení. Veľkosť stavcov sa zväčšuje zhora nadol, pretože čím nižšie sú stavce, tým väčšie je ich zaťaženie.
Hrudník obsahuje životne dôležité orgány (srdce, pľúca). Za ňou hrudnej oblasti chrbtice, zo strán rebier a pred hrudnou kosťou. Osoba má 12 párov rebier. Každé rebro je zakrivená a mierne skrútená doska. Pozostáva z pobrežnej kosti a pobrežnej chrupavky. Sedem horných rebier sa nazýva pravé rebrá a sú pripevnené k hrudnej kosti. Falošné rebrá (sú 3 páry) sú pripevnené k chrupavke predchádzajúceho rebra. Oscilujúce rebrá (sú ich 2 páry) s predným koncom voľne ležia v hrúbke svalov.
Hrudná kosť je vpredu mierne konvexná vo forme predĺženej platne. Má rukoväť hrudnej kosti, telo hrudnej kosti a výbežok xiphoid.
Kosti lebky pozostávajú z okcipitálnych, sfénoidných, dvoch temporálnych, dvoch parietálnych a čelných, etmoidných, dvoch dolných nosových lastúr, dvoch slzných, dvoch nosových kostí a vomeru.
Kosti tváre pozostávajú z maxily, palatinovej kosti, jarmovej kosti, dolnej čeľuste a hyoidnej kosti.
Horná čeľusť je párová kosť, je pevným základom kostry tváre, tvorí očné jamky, nosovú dutinu a ústnu dutinu.
Palatínová kosť je spárovaná, umiestnená za sebou Horná čeľusť- podieľa sa na tvorbe ústnej a nosnej dutiny.
Zygomatická kosť je párová, nachádza sa medzi čeľustnou, temporálnou a predné kosti. Posilňuje tvárovú časť kostry a zohráva dôležitú úlohu pri formovaní typu tváre.
Spodná čeľusť tvárového skeletu sa podieľa na tvorbe ústnej dutiny, je pohyblivá.
Jazylka leží medzi mäkkými tkanivami medzi nimi spodná čeľusť a hrdla.
Osoba má dva páry končatín: horné a dolné. Kostru tvoria kosti pletenca a kostra voľnej končatiny.
Opasok Horná končatina pozostáva z lopatky a kľúčnej kosti. Lopatka je párová plochá kosť umiestnená na zadná plocha trup na úrovni 2-7 rebier. Kľúčová kosť je tubulárna kosť, mierne zakrivená v tvare písmena S, nachádza sa medzi humerálnym výbežkom lopatky a rukoväťou hrudnej kosti.
Kostru voľnej hornej končatiny tvorí ramenná kosť, dve kosti predlaktia a kosti ruky. Brachiálna kosť- Toto je dlhá rúrkovitá kosť, má diafýzu a dve epifýzy. Kostra predlaktia pozostáva z dvoch tubulárnych kostí - rádiusu a lakťovej kosti. Polomer Má dve epifýzy a diafýzu. Ulna má dve epifýzy a diafýzu.
Kostra ruky je rozdelená na zápästie, metakarpus a falangy prstov.
Kosti dolnej končatiny pozostávajú z pletenca a kostry voľnej končatiny. Zloženie pásu dolných končatín zahŕňa dve panvové kosti. Panva pozostáva z troch párov spojených kostí:
iliac;
Pubický;
ischial;
Voľná končatina pozostáva z:
stehenné kosti;
holenná kosť;
holenná kosť;
Tarsus;
Falangy prstov.
Existujú také kĺby kostí:
Nepretržité spojenia (pevné). Tvorí ho súvislá vrstva tkaniva (kosť, chrupavka, spojivo atď.). Spája dve alebo viac kostí;
Polokontinuálne (polohybné). Sú spojené súvislou vrstvou tkaniva, ale v hĺbke je malá medzera, ktorú nezaberá tkanivo, napríklad medzistavcová platnička;
Nespojitý (pohyblivý). Kĺby.
Svaly.
Svaly v ľudskom tele sa delia na dobrovoľné a nedobrovoľné. Dobrovoľné svaly (kostrové) pozostávajú z priečne pruhovaných vlákien, ktoré sa sťahujú podľa vôle človeka. Mimovoľné svaly (hladké) pozostávajú z tkaniva hladkého svalstva a nachádzajú sa v stenách vnútorných orgánov, krvných cievach a v koži. Sťahovanie týchto svalov nezávisí od vôle človeka.
Hlavné svalové skupiny:
Svaly hlavy zahŕňajú žuvacie, mimické, spájajú základňu lebky s chrbticou.
Svaly krku. Možno ich rozdeliť na povrchové a hlboké svaly.
Medzi povrchové svaly krku patria: široký podkožný sval krku, sternocleidomastoideus a svaly spojené s hyoidnou kosťou.
Hlboké svaly krku zahŕňajú: bočné a mediálne skupiny.
K chrbtovým svalom patrí: široký sval chrbtový (výťahy, addukty a rameno), sval, ktorý dvíha lopatku atď. Medzi hlboké svaly patria: sval - naťahovač chrbtice, svaly, ktoré zdvíhajú rebrá, veľký priamy zadný sval hlavy, horný šikmý sval hlavy, dolný šikmý sval hlavy.
Svaly hrudníka:
Veľký prsný sval (pri fixácii hrudníka mierne ohýba rameno);
Malý prsný sval (zúčastňuje sa inšpirácie);
Podkľúčový sval (s pevnou kľúčnou kosťou, sťahuje sa, dvíha rebro – pomocné dýchacie svaly);
Serratus anterior (keď sa sval stiahne, lopatka a horná končatina sú prudko posunuté dopredu);
Vonkajšie medzirebrové svaly;
Vnútorné medzirebrové svaly (keď sa medzirebrové svaly stiahnu, každé rebro stúpa a súčasne sa otáča pozdĺžna osčím sa zväčšuje objem hrudníka – inhalácia);
Subkostálne svaly;
Priečny hrudný sval (zúčastňuje sa výdychu).
Brušné svaly:
priamy brušný sval;
Pyramídový sval (natiahne sa biela čiara brucho);
Vonkajší šikmý brušný sval;
Vnútorný šikmý sval brucha;
priečny brušný sval;
Štvorcový sval dolnej časti chrbta (pri obojstrannej kontrakcii mierne ohýba telo a zmenšuje driekovú lordózu, pri jednostrannej kontrakcii nakláňa chrbticu v jej smere a otáča v dolnej časti hrudnej, resp. bedrové oblasti na opačnú stranu).
Hlavnou funkciou svalového aparátu trupu a hlavy je udržiavať telo v rovnovážnom stave, zabezpečiť pohyblivosť (flexia, extenzia, laterálne náklony, kruhové rotácie) chrbtice, hrudníka a hlavy a prekonávať odpor a gravitácie rôznych predmetov.
Svaly hornej končatiny.
Ramenné svaly:
Cora-brachialis sval (ohýba, addukuje rameno);
Biceps brachii (ohýba rameno a predlaktie)
Ramenný sval (silne ohýba predlaktie);
Tricepsový sval ramena (silne rozširuje hornú končatinu v lakti a slabo v ramenných kĺboch);
Lakťový sval (predlžuje lakťový kĺb).
Svaly predlaktia (predná skupina):
Sval polomeru ramena;
Sval - radiálny flexor zápästia (ohýba a unáša ruku);
Dlhý dlaňový sval;
Sval - ulnárny flexor zápästia (ohýba a súčasne vedie kefu);
Sval - povrchový ohýbač prstov;
Sval - hlboký ohýbač prstov;
Sval - dlhý flexor palec.
Zadná skupina:
Sval - dlhý radiálny extenzor zápästia;
Sval - krátky radiálny extenzor zápästia;
Sval - extenzor prstov;
Sval - extenzor najmenšieho prsta;
Sval - ulnárny extenzor zápästia;
Dlhý sval, ktorý unáša palec ruky;
Sval - krátky extenzor palca;
Sval - dlhý extenzor prsta;
Sval je extenzorom ukazováka.
Svaly ruky.
Horné končatiny sú najpohyblivejšou časťou pohybového aparátu ľudského tela. Sú prispôsobené značným energetickým zaťaženiam: priblíženie sa k telu nejakého zachyteného objektu; zdvíhanie alebo držanie predmetu na váhe; odpudzovanie; zdvíhanie (spúšťanie); šokové pohyby; rotácia; tlak na predmet vo vertikálnom smere.
Svaly dolnej končatiny.
Svaly dolnej končatiny sa delia na svaly panvového pletenca a svaly voľnej dolnej končatiny (svaly stehna, predkolenia a chodidla).
Svaly panvového pletenca:
Iliopsoasový sval;
psoas major;
iliakálny sval;
Malý psoasový sval;
Gluteus maximus;
Gluteus medius;
Malý gluteálny sval;
piriformisový sval;
Vnútorný uzamykací sval;
Horné a dolné svaly dvojčiat;
Štvorcový sval stehna;
Vonkajší uzamykací sval.
Svaly voľnej dolnej končatiny.
Svaly stehna. Sú rozdelené do troch skupín: predné, zadné a stredné.
predná skupina.
Sartorius;
Quadriceps femoris;
Kĺbový sval kolena.
zadná skupina.
semitendinózny sval;
semimembranózny sval;
Biceps femoris;
Popliteálny sval.
Mediálna skupina.
hrebeňový sval;
dlhý sval;
Dlhý adduktorový sval;
Krátky adduktorový sval;
Veľký adduktorový sval;
Tenký sval.
Svaly nôh. Sú rozdelené do troch skupín: predné, bočné a zadné.
predná skupina.
Tibialis anterior;
Sval - dlhý extenzor prstov;
Sval je dlhý extenzor palca na nohe.
vedľajšia skupina.
Dlhý peroneálny sval;
Krátky peroneálny sval.
zadná skupina. Svaly zadnej skupiny dolnej časti nohy sú rozdelené do dvoch vrstiev: povrchové a hlboké.
Tricepsový sval dolnej časti nohy;
Lýtkový sval;
soleus sval;
plantárny sval;
Sval - dlhý flexor prstov;
Sval - dlhý ohýbač palca na nohe;
Tibialis posterior.
Svaly chodidla. Delia sa na dorzálne (extenzory) a plantárne (hlavne flexory).
Funkciu dolných končatín v ľudskom tele určuje opora (stoj) a lokomócia (chôdza, beh atď.). Významný vplyv na funkciu dolných končatín spoločné centrum gravitácie ľudského tela.
Loskutová Oľga
Tkanivo kostrového svalstva
Schéma rezu kostrového svalu.
Štruktúra kostrového svalstva
Kostrové (priečne pruhované) svalové tkanivo- elastické, elastické tkanivo, schopné kontrakcie pod vplyvom nervových impulzov: jeden z typov svalového tkaniva. Tvorí kostrové svaly ľudí a zvierat, určené na vykonávanie rôznych akcií: pohyby tela, kontrakcie hlasivky, dýchanie. Svaly sú tvorené zo 70-75% vodou.
Histogenéza
Zdrojom vývoja kostrového svalstva sú myotómové bunky – myoblasty. Niektoré z nich sú diferencované v miestach tvorby takzvaných autochtónnych svalov. Iné migrujú z myotómov do mezenchýmu; zároveň sú už determinované, hoci navonok sa nelíšia od ostatných buniek mezenchýmu. Ich diferenciácia pokračuje v miestach uloženia iných svalov tela. V priebehu diferenciácie vznikajú 2 bunkové línie. Bunky prvého sa spájajú a vytvárajú sympplasty - svalové trubice (myotrubice). Bunky druhej skupiny zostávajú nezávislé a diferencujú sa na myosatelity (myosatelitocyty).
V prvej skupine dochádza k diferenciácii špecifických organel myofibríl, ktoré postupne obsadzujú najviac lumen myotube, vytláčanie bunkových jadier na perifériu.
Bunky druhej skupiny zostávajú nezávislé a nachádzajú sa na povrchu myotrubíc.
Štruktúra
Štrukturálnou jednotkou svalového tkaniva je svalové vlákno. Pozostáva z myosymplastu a myosatelocytov (spoločných buniek) pokrytých spoločnou bazálnou membránou.
Dĺžka svalového vlákna môže dosiahnuť niekoľko centimetrov s hrúbkou 50-100 mikrometrov.
Štruktúra myosymplastu
Štruktúra myosatelitov
Myosatelity sú mononukleárne bunky susediace s povrchom myosymplastu. Tieto bunky sú slabo diferencované a slúžia ako dospelé kmeňové bunky svalového tkaniva. V prípade poškodenia vlákna alebo dlhšie trvajúceho zvýšenia záťaže sa bunky začnú deliť, čím sa zabezpečí rast myosymplastu.
Mechanizmus akcie
Funkčnou jednotkou kostrového svalstva je motorická jednotka (MU). ME zahŕňa skupinu svalové vlákna a motorický neurón, ktorý ich inervuje. Počet svalových vlákien, ktoré tvoria jednu IU, sa v rôznych svaloch líši. Napríklad tam, kde sa vyžaduje jemné ovládanie pohybov (v prstoch alebo vo svaloch oka), motorické jednotky sú malé a neobsahujú viac ako 30 vlákien. A v lýtkovom svale, kde nie je potrebná jemná kontrola, je v IU viac ako 1000 svalových vlákien.
Motorické jednotky jedného svalu môžu byť rôzne. Podľa rýchlosti kontrakcie sa motorické jednotky delia na pomalé (pomalé (S-ME)) a rýchle (rýchle (F-ME)). A F-ME sa zase delí podľa odolnosti voči únave na rýchloúnavové (FR-ME)) a rýchloúnavové (FF-ME)).
ME motorické neuróny inervujúce tieto údaje sú podľa toho rozdelené. Existujú S-motorické neuróny (S-MN), FF-motorické neuróny (F-MN) a FR-motoneuróny (FR-MN) S-ME sa vyznačujú vysokým obsahom myoglobínového proteínu, ktorý je schopný viazať kyslík ( O2). Svaly zložené prevažne z tohto typu ME sa nazývajú červené kvôli ich tmavočervenej farbe. Červené svaly vykonávajú funkciu udržiavania držania tela. Konečná únava takýchto svalov nastáva veľmi pomaly a obnova funkcií naopak veľmi rýchlo.
Táto schopnosť je spôsobená prítomnosťou myoglobínu a Vysoké číslo mitochondrie. Červené svalové IU zvyčajne obsahujú veľké množstvo svalové vlákna. FR-ME sú svaly, ktoré dokážu vykonávať rýchle kontrakcie bez výraznej únavy. FR-ME vlákna obsahujú veľké množstvo mitochondrií a sú schopné tvoriť ATP prostredníctvom oxidačnej fosforylácie.
Počet vlákien vo FR-ME je spravidla menší ako v S-ME. Vlákna FF-ME sa vyznačujú nižším obsahom mitochondrií ako u FR-ME a tiež tým, že sa v nich v dôsledku glykolýzy tvorí ATP. Chýba im myoglobín, a preto sa svaly zložené z tohto typu ME nazývajú biele. Biele svaly vyvíjajú silnú a rýchlu kontrakciu, ale pomerne rýchlo sa unavia.
Funkcia
Tento typ svalového tkaniva poskytuje schopnosť vykonávať dobrovoľné pohyby. Sťahujúci sval pôsobí na kosti alebo kožu, ku ktorej sa pripája. V tomto prípade zostáva jeden z bodov uchytenia nehybný – tzv fixačný bod (
Kostrové svaly - aktívna časť pohybový aparát, kam patria aj kosti, väzy, šľachy a ich kĺby. Z funkčného hľadiska možno k motorickému aparátu priradiť aj motoneuróny, 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 tela - od 1 tony vlákien, v svale soleus - 1500-2500 vlákien. Svalové vlákna jednej MU majú rovnaké morfofunkčné vlastnosti.
funkcie kostrového svalstva sú: 1) pohyb tela v priestore; 2) pohyb častí tela voči sebe, vrátane vykonávania dýchacích pohybov, ktoré zabezpečujú ventiláciu pľúc; 3) udržiavanie polohy a držania tela. Okrem toho sú priečne pruhované svaly dôležité pri vytváraní tepla na udržanie teplotnej homeostázy a pri ukladaní určitých živín.
Fyziologické vlastnosti kostrových svalov prideliť:
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 ich dĺžku a napätie pri rozvoji 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 a dĺžka sa prakticky neznižuje. Takéto zníženie sa pozoruje pri pokuse zdvihnúť neznesiteľné zaťaženie.
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.
kontrakcia jedného svalu sa prejavuje v dôsledku vývoja jedinej vlny excitácie vo svalových vláknach. To sa dá dosiahnuť vystavením svalu veľmi krátkym (asi 1 ms) stimulom. Pri vývoji jednej svalovej kontrakcie sa rozlišuje latentná perióda, skracovacia fáza a relaxačná fáza. Svalová kontrakcia sa začína prejavovať po 10 ms od začiatku expozície podnetu. 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 celý cyklus jednej svalovej kontrakcie trvá 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 zatváracieho viečka.
Ryža. 5.1.Časové pomery rôznych prejavov 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 skracujúce sa obdobie. Pokračuje aj po skončení repolarizácie. Obnovenie pôvodnej polarizácie sarkolemy tiež naznačuje obnovenie excitability. V dôsledku toho na pozadí rozvíjajúcej sa kontrakcie svalových vlákien môžu byť vyvolané nové vlny excitácie, ktorých kontrakčný účinok bude zhrnutý.
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.
Existuje zubatý a hladký tetanus. Na získanie zubatého tetanu je potrebné stimulovať sval takou frekvenciou, aby sa každý ďalší náraz uplatnil po skracovacej fáze, ale až do konca relaxácie. Hladký tetanus sa získa častejšími stimuláciami, keď sa následné expozície aplikujú počas rozvoja skrátenia svalu. Napríklad, ak je skracovacia fáza svalu 50 ms a relaxačná fáza 60 ms, potom na získanie zubatého tetanu je potrebné tento sval stimulovať frekvenciou 9-19 Hz, aby sa dosiahol hladký sval. - s frekvenciou najmenej 20 Hz.
Napriek tomu
Amplitúdaškrty
uvoľnený
Pesimum
na prebiehajúce podráždenie, sval
30 Hz
1 Hz 7 Hz
200 Hz
50 Hz
Frekvencia stimulácieRyža. 5.2. Závislosť amplitúdy kontrakcie od frekvencie stimulácie (sila a trvanie stimulov sú nezmenené)
Na ukážku rôzne druhy tetanus zvyčajne využívajú registráciu kontrakcií izolovaného žabieho svalu gastrocnemia na kymografe. Príklad takéhoto kymogramu je na obr. 5.2. Amplitúda jednej kontrakcie je minimálna, zvyšuje sa pri vrúbkovom tetanu a stáva sa maximálnou pri hladkom tetanu. Jedným z dôvodov tohto zvýšenia amplitúdy je, že keď sa v sarkoplazme svalových vlákien vyskytujú časté vlny excitácie, hromadí sa Ca2+, čím sa stimuluje interakcia kontraktilných proteínov.
S postupným zvyšovaním frekvencie stimulácie ide nárast sily a amplitúdy svalovej kontrakcie len po určitú hranicu - optimálna odozva. Frekvencia stimulácie, ktorá spôsobuje najväčšiu odozvu svalu, sa nazýva optimálna. Ďalšie zvýšenie frekvencie stimulácie je sprevádzané znížením amplitúdy a sily kontrakcie. Tento jav sa nazýva pesimálna odpoveď, a frekvencie podráždenia presahujúce optimálnu hodnotu sú pesimálne. Fenomény optima a pesima objavil N.E. Vvedenského.
Pri hodnotení funkčnej činnosti svalov hovoria o ich tonusu a fázových kontrakciách. svalový tonus nazývaný stav nepretržitého nepretržitého napätia. V tomto prípade nemusí dôjsť k viditeľnému skráteniu svalu vzhľadom na to, že k excitácii nedochádza u všetkých, ale len u niektorých motorických jednotiek svalu a nie sú excitované synchrónne. fázová svalová kontrakcia nazývané krátkodobé skrátenie svalu, po ktorom nasleduje jeho uvoľnenie.
Štrukturálne- funkčný 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 zväčšiť pri intenzívnom tréningovom zaťažení, zatiaľ čo počet svalových vlákien sa môže zvýšiť len do 3-4 mesiacov veku.
Membrána svalového vlákna je tzv sarkolema cytoplazma - sarkoplazma. V sarkoplazme sa nachádzajú jadrá, početné organely, sarkoplazmatické retikulum, ktorého súčasťou sú pozdĺžne tubuly a ich zhrubnutia - nádrže, ktoré obsahujú zásoby Ca 2+ Nádrže susedia s priečnymi tubulmi prenikajúcimi vláknom v priečnom smere (obr. 5.3). .
V sarkoplazme prebieha pozdĺž svalového vlákna asi 2000 myofibríl (hrubých asi 1 mikrón), ktoré zahŕňajú vlákna tvorené plexom kontraktilných proteínových molekúl: aktín a myozín. 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 časti dlhé 2–3 µm. Tieto oblasti sú tzv sarkoméry.
Cisterna Sarcolemma
priečny tubulus
Sarcomere
Rúrka s-p. ret^|Jj3H ssss s_ zzzz tccc ;
; zzzz ssss
zzzzz ssss
j3333 CCCC£
J3333 c c c c c_
J3333 ss s s s_
Sarkoméra skrátená
3 3333 ssssSarcomere sa uvoľnil
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 sú hrubé vlákna tvorené molekulami myozínu presne usporiadané nad sebou a tenké vlákna aktínu sú podobne umiestnené pozdĺž okrajov sarkoméry. Konce aktínových filamentov sa rozprestierajú medzi koncami myozínových filamentov.
Centrálna časť sarkoméry (šírka 1,6 μm), v ktorej ležia myozínové filamenty, vyzerá pod mikroskopom tmavá. Túto tmavú oblasť možno vysledovať cez celé svalové vlákno, pretože sarkoméry susedných myofibríl sú umiestnené prísne symetricky nad sebou. Tmavé oblasti sarkomérov sa nazývajú A-disky zo slova „anizotropné.“ Tieto oblasti majú v polarizovanom svetle dvojlom. 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 prúžok.
Oblasti myofibrily, v ktorých sa nachádzajú iba aktínové filamenty, nemajú 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.
Zloženie aktínového filamenta okrem aktínových molekúl zahŕňa aj proteíny tropomyozín a troponín, ktoré ovplyvňujú interakciu aktínových a myozínových filamentov. V molekule myozínu sú časti, ktoré sa nazývajú hlava, krk a chvost. Každá takáto molekula má jeden chvost a dve hlavy s krkom. Každá hlava má chemické centrum, ktoré môže pripojiť 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 bližšie k jeho koncom (obr. 5.4). Krk a hlava tvoria výbežok vyčnievajúci z myozínových filamentov. Tieto výstupky sa nazývajú priečne mosty. Sú mobilné a vďaka takýmto mostíkom môžu myozínové vlákna nadviazať spojenie s aktínovými vláknami.
Keď je ATP pripojený k hlave molekuly myozínu, mostík je zapnutý krátky čas umiestnené v tupom uhle vzhľadom na chvost. IN ďalší moment dochádza k čiastočnému štiepeniu ATP a vďaka tomu sa hlava zdvihne, dostane sa do energizovanej polohy, v ktorej sa môže naviazať na aktínové vlákno.
Molekuly aktínu tvoria dvojitú špirálu Trolonín
Komunikačné centrum s ATF
Úsek tenkého vlákna (molekuly tropomyozínu sú umiestnené pozdĺž aktínových reťazcov, trolonín v uzloch špirály)
Krk
Chvost
Tropomyoein tiMolekula myozínu pri veľkom zväčšení
Časť hrubého vlákna (sú viditeľné hlavy molekúl myozínu)
aktínové vlákno
Hlava
+ cca 2+
So 2+ "*Sa 2+
ADP-F
So 2+ N
Relaxácia
Cyklus pohybov myozínovej hlavy počas svalovej kontrakcie
myozín 0 + ATPRyža. 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. Excitácia vlákna kostrového svalstva za fyziologických podmienok je spôsobená iba impulzmi prichádzajúcimi z motorických neurónov. Nervový impulz aktivuje neuromuskulárnu synapsiu, spôsobuje výskyt PK.P a potenciál koncovej platničky zabezpečuje generovanie akčného potenciálu v sarkoléme.
Akčný potenciál sa šíri tak pozdĺž povrchovej membrány svalového vlákna, ako aj hlboko do priečnych tubulov. V tomto prípade dochádza k depolarizácii cisterien sarkoplazmatického retikula a otvoreniu Ca2+ kanálov. Keďže koncentrácia Ca 2+ v sarkoplazme je 1 (G 7 -1 (G b M) a v cisternách je približne 10 000-krát vyššia, pri otvorení Ca 2+ kanálov vápnik opúšťa cisterny pozdĺž koncentračného gradientu do sarkoplazmy, difunduje do myofilament a spúšťa procesy, ktoré zaisťujú kontrakciu. Uvoľňujú sa tak ióny Ca 2+
do sarkoplazmy je faktor konjugujúci elektr oblohy a mechanické javy vo svalovom vlákne. Ca 2+ ióny sa viažu na troponín a to za účasti tropomyo- zina, vedie k otvoreniu (odblokovaniu) aktínových oblastí zavýjať vlákna, ktoré sa môžu viazať na myozín. Potom energizované myozínové hlavy tvoria mostíky s aktínom a dochádza ku konečnému rozpadu ATP, ktorý bol predtým zachytený a zadržaný myozínovými hlavami. Energia získaná štiepením ATP sa používa na otočenie myozínových hláv smerom k stredu sarkoméry. Pri tejto rotácii myozínové hlavy ťahajú aktínové filamenty a posúvajú ich medzi myozínové filamenty. 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. Spojenie ATP spôsobí prerušenie spojenia medzi myozínovou hlavicou a aktínom a na chvíľu zaujme svoju pôvodnú polohu, z ktorej môže pristúpiť k interakcii s novým úsekom aktínového vlákna a vykonať nový veslovací pohyb.
Táto teória mechanizmu svalovej kontrakcie je tzv teória "kĺzavých vlákien"
Na uvoľnenie svalového vlákna je potrebné, aby koncentrácia iónov Ca 2+ v sarkoplazme bola nižšia ako 10 -7 M/l. Je to spôsobené fungovaním kalciovej pumpy, ktorá predbieha Ca 2+ zo sarkoplazmy do retikula. Pre svalovú relaxáciu je navyše potrebné, aby sa prerušili mosty medzi myozínovými hlavami a aktínom. Takáto medzera sa vyskytuje v prítomnosti molekúl ATP v sarkoplazme a ich väzbe na myozínové hlavy. Po oddelení hláv elastické sily natiahnu sarkoméru a posunú aktínové vlákna do ich pôvodnej polohy. Elastické sily vznikajú v dôsledku: 1) elastickej trakcie helikálnych bunkových proteínov zahrnutých v štruktúre sarkoméry; 2) elastické vlastnosti membrán sarkoplazmatického retikula a sarkolemy; 3) elasticita spojivového tkaniva svalu, šliach a pôsobenie gravitačných síl.
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 jednom smere a v rovnakom čase, mohli by vytvoriť napätie 20-30 ton.
Svalová sila závisí od množstva morfofunkčných, fyziologických a fyzikálnych faktorov.
Svalová sila rastie so zvyšovaním ich geometrického a fyziologického prierezu. Na určenie fyziologického prierezu svalu sa nachádza súčet prierezov všetkých svalových vlákien pozdĺž čiary vedenej kolmo na priebeh každého svalového vlákna.
Vo svale s paralelným priebehom vlákien (šitie na mieru) sú geometrické a fyziologické prierezy rovnaké. Vo svaloch so šikmým priebehom vlákien (medzirebrové) je fyziologický úsek väčší ako geometrický, čo prispieva k zvýšeniu svalovej sily. Fyziologický úsek a sila svalov s perovitým usporiadaním (väčšina svalov tela) svalových vlákien sa ešte zvyšuje.
Vedieť porovnať silu svalových vlákien vo svaloch s rôznymi histologická štruktúra predstavil koncept absolútnej svalovej sily.
Absolútna sila svalov- maximálna sila vyvinutá svalom v prepočte na 1 cm 2 fyziologického prierezu. Absolútna sila bicepsu - 11,9 kg / cm 2, tricepsového svalu ramena - 16,8 kg / cm 2, lýtka 5,9 kg / cm 2, hladkého - 1 kg / cm 2
Sila svalu závisí od percenta rôznych typov motorických jednotiek, ktoré daný sval tvoria. Pomer odlišné typy motorické jednotky v rovnakom svale u ľudí nie sú rovnaké.
Rozlišujú sa tieto typy motorických jednotiek: a) pomalé, neúnavné (majú červenú farbu) - majú malú silu, ale môžu byť dlhodobo v stave tonickej kontrakcie bez známok únavy; b) rýchly, ľahko unavený (mať biela farba) - ich vlákna majú veľkú silu kontrakcie; c) rýchle, odolné voči únave – majú pomerne veľkú silu kontrakcie a pomaly sa u nich rozvíja únava.
O Iný ľudia pomer počtu pomalých a rýchlych motorických jednotiek v tom istom svale je daný geneticky a môže sa výrazne líšiť. Takže v štvorhlavom svale ľudského stehna sa relatívny obsah medených vlákien môže meniť od 40 do 98%. Čím väčšie je percento pomalých vlákien v ľudských svaloch, tým viac sú prispôsobené na dlhodobú, ale málo výkonnú prácu. Jedinci s vysokým podielom rýchlych silných motorických jednotiek sú schopní vyvinúť veľkú silu, ale sú rýchlo náchylní na únavu. Treba si však uvedomiť, že únava závisí aj od mnohých iných faktorov.
Svalová sila sa zvyšuje pri miernom naťahovaní. Je to spôsobené tým, že mierne natiahnutie sarkoméry (do 2,2 μm) 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.
Svalovú silu reguluje nervový systém 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 malé úsilie) sa aktivujú pomalé, neúnavné motorické jednotky, potom rýchle, únave odolné. 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 imp/s a pri veľkej sile kontrakcie môže dosiahnuť až 50 imp/s.
IN detstva Nárast sily je spôsobený najmä nárastom hrúbky svalových vlákien, a to vďaka zvýšeniu počtu myofibríl. Nárast počtu vlákien je nevýznamný.
Pri tréningu svalov dospelých 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 skrátenia. Rýchlosť svalovej kontrakcie je tým vyššia, čím väčšia je jej dĺžka (v dôsledku súčtu kontrakčných účinkov sarkomér) a závisí od zaťaženia svalu. Keď sa záťaž zvyšuje, rýchlosť kontrakcie sa znižuje. Ťažké bremená je možné zdvíhať len pri pomalom pohybe. maximálna rýchlosť kontrakcia dosiahnutá kontrakciou ľudských svalov je asi 8 m / s.
Sila svalovej kontrakcie klesá s rozvojom únavy.
Únava a jej fyziologický základ.únava dočasný pokles výkonnosti v dôsledku predchádzajúcej práce a vymiznutie po období odpočinku.
Únava sa prejavuje poklesom svalovú silu, rýchlosť a presnosť pohybov, zmeny výkonnosti kardiorespiračného systému a autonómna regulácia, zhoršenie ukazovateľov funkcií centrálneho nervového systému. To je dokázané znížením rýchlosti najjednoduchších mentálnych reakcií, oslabením pozornosti, pamäti, zhoršením ukazovateľov myslenia a zvýšením počtu chybných činov.
Subjektívne sa únava môže prejaviť pocitom únavy, objavením sa bolesti svalov, búšením srdca, príznakmi dýchavičnosti, túžbou znížiť záťaž alebo prestať pracovať. Príznaky únavy sa môžu líšiť v závislosti od druhu práce, jej intenzity a stupňa únavy. Ak je únava spôsobená duševnou prácou, potom sú príznaky zníženej funkčnosti spravidla výraznejšie. duševnej činnosti. Pri veľmi ťažkej svalovej práci môžu vystúpiť do popredia príznaky porúch na úrovni nervovosvalového aparátu.
Únava, ktorá sa vyvíja v podmienkach normálnej pracovnej činnosti, počas svalovej aj duševnej práce, má do značnej miery podobné mechanizmy vývoja. V oboch prípadoch sa procesy únavy vyvíjajú najskôr v nervovom stredísk. Jedným z indikátorov je pokles mysle prirodzené pracovná kapacita s fyzickou únavou, a s duševnou únavou - zníženie výkonnosti my cervikálnyčinnosti.
odpočinok nazývaný stav pokoja alebo výkon novej činnosti, pri ktorej sa odstraňuje únava a obnovuje sa pracovná schopnosť. ONI. Sechenov ukázal, že k obnove pracovnej kapacity dochádza 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 nazývané procesy, ktoré zabezpečujú odstránenie nedostatku energie a plastových látok, reprodukciu štruktúr opotrebovaných alebo poškodených počas prevádzky, odstránenie nadbytočných metabolitov a odchýlky homeostázy od optimálnej úrovne.
Trvanie obdobia potrebného na zotavenie tela závisí od intenzity a trvania práce. Čím väčšia je intenzita pôrodu, tým kratší je čas na odpočinok.
Rôzne ukazovatele fyziologických a biochemických procesov sa obnovujú v rôznych časoch od ukončenia fyzickej aktivity. Jedným z dôležitých testov rýchlosti zotavenia je určiť čas, počas ktorého sa srdcová frekvencia vráti na úroveň charakteristickú pre obdobie odpočinku. Doba zotavenia srdcovej frekvencie po miernom záťažovom teste u zdravého človeka by nemala presiahnuť 5 minút.
S veľmi intenzívnym fyzická aktivitaúnavové javy sa nevyvíjajú len v centrálnom nervovom systéme, ale aj v nervovosvalových synapsiách, ako aj vo svaloch. V systéme nervovosvalového preparátu sú nervové vlákna najmenej unavené, nervovosvalová synapsia je najviac unavená 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. Je to spôsobené znížením ponuky mediátora a ATP v presynaptickom zakončení, znížením citlivosti postsynaptickej membrány na acetylcholín.
Bolo navrhnutých niekoľko teórií mechanizmu vzniku únavy vo veľmi intenzívne pracujúcom svale: a) teória „vyčerpania“ – vyčerpania zásob ATP a zdrojov jeho tvorby (kreatínfosfát, glykogén, mastné kyseliny) , b) teória "dusenia" - nedostatok prísunu kyslíka sa kladie na prvé miesto vo vláknach pracujúceho svalu; c) teória „upchávania“, ktorá vysvetľuje únavu hromadením kyseliny mliečnej a toxických produktov metabolizmu vo svale. V súčasnosti zvažuje sa časže všetky tieto javy prebiehajú pri veľmi intenzívnej práci svalu.
Zistilo sa, že sa vykonáva maximálna fyzická práca pred rozvojom únavy mierny a tempo práce (pravidlo priemerného zaťaženia). V prevencii únavy sú dôležité aj: správny pomer období práce a odpočinku, striedanie duševnej a fyzickej práce, zúčtovanie cirkadiánnych (cirkadiánnych), ročných a individuálnych biologických rytmy.
svalová sila sa rovná súčinu svalovej sily a rýchlosti skrátenia. 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. Hladké svaly
Fyziologické vlastnosti a vlastnosti 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 zúženie zreníc (v dôsledku zmenšenia radiálnych alebo kruhových svalov dúhovka), zmeňte 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, sú vzrušujúce, vodivé a kontrakčné. Na rozdiel od kostrových svalov, ktoré majú elasticitu, hladké svaly sú plastické (schopné dlho udržiavať dĺžku, ktorá im bola pridelená naťahovaním bez zvýšenia napätia). Táto vlastnosť je dôležitá pre funkciu 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 akčného potenciálu v nich 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 excitácia v bunkách hladkého svalstva malé - 2-10 cm / s. Na rozdiel od kostrových svalov sa vzruch v hladkom svale môže prenášať z jedného vlákna na druhé v blízkosti. K takémuto prenosu dochádza v dôsledku prítomnosti nexusov medzi vláknami hladkého svalstva, ktoré majú nízky odpor voči elektrickému prúdu a zabezpečujú výmenu medzi Ca 2+ bunkami a inými molekulami. Výsledkom je, že hladké svalstvo má vlastnosti funkčného syncýtia.
Kontraktilita hladké svalové vlákna sa vyznačujú dlhou latentnou periódou (0,25-1,00 s) a dlhým trvaním (až 1 min) jedinej kontrakcie. Hladké svaly majú nízku kontrakčnú silu, ale sú schopné zostať v tonickej kontrakcii dlhú dobu bez toho, aby sa u nich vyvinula únava. Je to spôsobené tým, že hladké svalstvo spotrebuje na udržanie tetanickej kontrakcie 100-500-krát menej energie ako kostrové svalstvo. Zásoby ATP spotrebované hladkým svalstvom sa preto stihnú zotaviť aj počas kontrakcie a hladké svaly niektorých telesných štruktúr sú celý život 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 neuromuskulárnej synapsie. Sťahovanie hladkého svalstva môže byť spôsobené jednak nervovými impulzmi a biologicky aktívnymi látkami (hormóny, mnohé neurotransmitery, prostaglandíny, niektoré metabolity), ale aj fyzikálnymi faktormi, ako je strečing. Okrem toho môže k excitácii hladkého svalstva dôjsť spontánne – v dôsledku automatiky.
Veľmi vysoká reaktivita hladkých svalov, ich schopnosť reagovať kontrakciou na pôsobenie rôznych faktorov, spôsobuje značné ťažkosti pri náprave porúch tónu týchto svalov v lekárskej praxi. Je to vidieť na liečbe bronchiálna astma, arteriálna hypertenzia, spastická kolitída a iné ochorenia vyžadujúce korekciu kontraktilná činnosť hladké svaly.
IN molekulárny mechanizmus kontrakcia hladkého svalstva má tiež množstvo odlišností od mechanizmu kontrakcie kostrového svalstva. Aktínové a myozínové vlákna vo vláknach hladkého svalstva sú menej usporiadané ako v kostrových, a preto hladké svalstvo nemá priečne pruhovanie. V aktínových vláknach hladkého svalstva nie je žiadny troponínový proteín a aktínové molekulárne centrá sú vždy otvorené pre interakciu s myozínovými hlavami. Aby k tejto interakcii došlo, je nevyhnutné štiepenie molekúl ATP a prenos fosfátu do myozínových hláv. Potom sa molekuly myozínu prepletú do vlákien a naviažu ich hlavy na myozín. Nasleduje rotácia myozínových hlavičiek, pri ktorej sa aktínové filamenty vtiahnu medzi myozínové filamenty a dôjde ku kontrakcii.
Fosforylácia myozínových hláv sa uskutočňuje enzýmom kináza myozínového ľahkého reťazca a defosforylácia fosfatázou myozínového ľahkého reťazca. Ak aktivita myozínfosfatázy prevažuje nad aktivitou kinázy, dochádza k defosforylácii myozínových hlavičiek, k porušeniu spojenia medzi myozínom a aktínom a k relaxácii svalu.
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 stimulácii 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, Ca2+ ióny tvoria komplex s kalmodulínovým proteínom, ktorý aktivuje myozínkinázu.
Postupnosť procesov vedúcich k rozvoju kontrakcie hladkého svalstva: vstup Ca 2 do sarkoplazmy - acti
kalmodulínová vácia (tvorbou komplexu 4Ca 2+ - kalmodulín) - aktivácia myozínovej kinázy ľahkého reťazca - fosforylácia myozínových hlavičiek - väzba myozínových hlavičiek na aktín a rotácia hlavičky, pri ktorej sa aktínové filamenty vťahujú medzi myozínové filamenty.
Podmienky potrebné na relaxáciu hladkého svalstva: 1) zníženie (až do 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 prerušeniu väzieb aktínových a myozínových filamentov. Potom elastické sily spôsobujú relatívne pomalé obnovenie pôvodnej dĺžky vlákna hladkého svalstva, jeho relaxáciu.
Kontrolné 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 začiatok kontrakcie (Ca 2+ pochádza z extracelulárneho prostredia a sarkoplazmatického retikula); b - spôsoby, ako odstrániť Ca 2+ zo sarkoplazmy a zabezpečiť relaxáciu
Vplyv norepinefrínu cez a-adrenergné receptory
Ca2+ kanál závislý od ligandu
Kanály "g úniku
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 pomer akčného potenciálu, kontrakcie a excitability svalového vlákna?
Aké sú režimy a typy svalových kontrakcií?
Uveďte štrukturálne a funkčné vlastnosti svalového vlákna.
Čo sú motorické jednotky? Uveďte ich typy a vlastnosti.
Aký je mechanizmus kontrakcie a relaxácie svalového vlákna?
Čo je svalová sila a aké faktory ju ovplyvňujú?
Aký je vzťah medzi silou kontrakcie, jej rýchlosťou a prácou?
Definujte únavu a zotavenie. Aké sú ich fyziologické základy?
Aké sú fyziologické vlastnosti a vlastnosti hladkého svalstva?
Uveďte podmienky kontrakcie a relaxácie hladkého svalstva.
Fyziológia pohybového aparátu.
PREDNÁŠKA č. 15
Potreba tela kyslíkom
V mnohých stavoch, vrátane tých, ktoré sú uvedené vyššie, sa kyslík podáva v liečebné účely. V tých prípadoch, keď sa prietok O 2 zastaví na viac ako 4 minúty, nastanú v mozgu nezvratné zmeny a človek zomrie. Podobná situácia nastáva napríklad vtedy, keď si dieťa hrajúce sa s igelitkou priloží na hlavu a zadusí sa. Ak sa príjem CO 2 iba zníži, môže sa vyvinúť hypoxia mozgu . Zvyčajne sa to stáva u ľudí pracujúcich v stiesnených priestoroch (nádrže, nádrže, kotly). Za týchto podmienok rýchlo využívajú dostupný vzduch a môžu zomrieť anoxie ak nie sú dodatočne zásobované kyslíkom alebo odvádzané na čerstvý vzduch.
Pri nedostatku kyslíka krv stráca svoju prirodzenú jasne červenú farbu a získava modrastý odtieň. Súčasne pery pacienta ušnice a končatiny sa stávajú kyanotický t.j. modrastej farby.
U ľudí existujú tri typy svalov (obr. 32):
Ø priečne pruhované kostrové svaly tvoria 30-35% telesnej hmotnosti a majú plochu asi 3 m2. celý sval - samostatné telo, a svalové vlákno je samostatná bunka (obr. 33);
Ø špeciálny priečne pruhovaný srdcový sval;
Ø hladké svaly vnútorných orgánov.
Ryža. 32 . Typy svalového tkaniva: I- pozdĺžny rez; II - prierez; A - hladké (nie pruhované); B - pruhovaný skelet; IN - priečne pruhované srdce
Svaly sú inervované tromi spôsobmi:
Ø motorické nervy, ktoré prenášajú motorické príkazy zo stredu;
Ø senzitívne nervy, ktorými sa do centra prenášajú informácie o svalovom napätí a pohybe;
Ø súcitný nervové vlákna ktoré ovplyvňujú metabolické procesy vo svaloch.
Funkcie kostrového svalstva:
- pohyblivé časti tela voči sebe navzájom, upevnenie vnútorných častí;
- pohyb tela v priestore (lokomócia);
- udržiavanie držania tela;
– podieľa sa na metabolizme, termoregulácii a udržiavaní tonusu nervového a kardiovaskulárneho systému.
Ryža. 33 . Schéma kostrového svalstva: A - svalové vlákna sú pripevnené k šľachám; B- samostatné vlákno pozostávajúce z myofibríl; IN- samostatná myofibrila: striedanie svetlých aktínových I-diskov a tmavých myozínových A-diskov; prítomnosť H-zóny a M-čiary; G- krížové mostíky medzi hrubým myozínom a tenkými aktínovými vláknami
funkčná jednotka kostrové svalstvo je motorová jednotka, ktorý pozostáva z motorického neurónu miechy, jeho axónu (motorického nervu) s početnými zakončeniami a ním inervovaných svalových vlákien. Excitácia motorického neurónu spôsobuje súčasnú kontrakciu všetkých svalových vlákien zahrnutých v tejto jednotke. Motorické jednotky (MU) malých svalov obsahujú málo svalových vlákien (MU očná buľva 3-6 vlákien), DE veľkých svalov trupu a končatín - asi 2000 vlákien.
svalové vlákno predstavuje predĺžená bunka dlhá 10-12 cm (dĺžka svalového vlákna sa zvyčajne rovná dĺžke samotného svalu), priemer vlákna je asi 10-100 mikrónov. Zloženie svalového vlákna zahŕňa (obr. 33):
Škrupina je sarkolema.
Kvapalný obsah je sarkoplazma.
Mitochondrie sú energetické centrá bunky.
Ribozómy sú zásoby bielkovín.
Myofibrily (fibrily) - kontraktilné elementy, ktoré pozostávajú z 2 typov proteínov (tenké aktínové filamenty a dvojnásobne hrubé myozínové filamenty). Myofibrily sú rozdelené Z - membránami (resp. Z - líniami) na samostatné úseky - sarkoméry, v strednej časti ktorých sa nachádzajú najmä myozínové filamenty (hrubé filamenty) a aktínové filamenty (tenké filamenty) sú pripojené k Z - membránam na strany sarkoméry (rozdielna schopnosť lámať svetlo v aktíne a myozíne vytvára v kľudovom stave svalu vo svetelnom mikroskope pruhovaný vzhľad). Tmavé oblasti sa nazývajú A-disky, svetlé I-disky. V strednej časti A-disku je svetlejšia oblasť - H-zóna. V kľudovom svale nie sú v H-zóne žiadne tenké vlákna a v I-disku nie sú žiadne hrubé vlákna.
Sarkoplazmatické retikulum - uzavretý systém pozdĺžnych tubulov a cisterien umiestnených pozdĺž myofibríl a obsahujúci ióny Ca2+
hustý vlákna sa skladajú z približne 400 molekúl myozín (krútené voči sebe navzájom) , ktorá vyzerá ako tyčinkovitá molekula so zhrubnutým koncom – hlavičkou (obr. 33, D).
Tenký filamenty sú tvorené tromi proteínmi (obr. 34):
- aktín - globulárny proteín, ktorý tvorí špirálový dvojvláknový polymér pozostávajúci z 13-14 molekúl;
- tropomyozín - tyčinkovitá molekula, ktorá sa nachádza v drážke aktínovej dvojzávitnice, dĺžka molekuly tropomyozínu sa rovná dĺžke 7 aktínových monomérov
- troponín - sférická molekula pozostáva z 3 podjednotiek (TnC, TnT, TnI): viažuce Ca, viažuce tropomyozín a inhibičné.
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 voľnej hornej končatiny, svaly panvy, svaly voľnej dolnej končatiny.
Kostrové svaly sa pripájajú ku kostiam kostry a uvádzajú ich do pohybu. 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, udržiava statickú rovnováhu, prehĺta, dýchacie pohyby a formuje sa mimika.
Celková hmotnosť kostrových svalov je až 40% telesnej hmotnosti. V ľudskom tele je až 400 svalov, ktoré pozostávajú z tkaniva kostrového svalstva.
Kostrové svaly sa sťahujú pod vplyvom centrálneho nervového systému, aktivujú kostné páky tvorené kosťami a kĺbmi.
Kostrový sval tvoria viacjadrové svalové vlákna komplexnej štruktúry, v ktorých sa striedajú tmavé a svetlé oblasti. Preto sa kostrové svaly nazývajú svaly pozostávajúce z priečne pruhovaného svalového tkaniva (srdcový sval pozostáva tiež 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. Pomocou šliach je sval pripevnený ku kosti. V dlhých svaloch končatín sú šľachy 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 z jeho koncov zostáva 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 fascie, šľachové pošvy, burzy a svalové bloky.
Fascie sú obaly svalov, ktoré pozostávajú zo spojivového tkaniva. Tvoria puzdrá pre svaly, ohraničujú svaly od seba, eliminujú trenie svalov o seba.
Povrchové fascie oddeľujú svaly od podkožného tkaniva, A hlboké fascie, umiestnené medzi susednými svalmi, oddeľujú tieto svaly, ak svaly ležia v niekoľkých vrstvách.
Medzi svalovými skupinami rôzneho funkčného účelu prechádzajú medzisvalové priečky, ktoré sa spájajú so svalovou fasciou a rastú spolu s periostom a vytvárajú mäkký základ pre svaly.
Plášte šľachy sú kanály spojivového tkaniva, cez ktoré šľacha prechádza do bodu pripojenia ku kosti (nachádza sa na chodidlách, rukách a iných častiach končatín). V šľachovom puzdre môže prechádzať niekoľko šliach, v tomto prípade môžu byť šľachy oddelené priečkami od seba.
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 zrastená, a vonkajšej, ktorá je zrastená so stenou šľachového puzdra.
Medzi vnútornou a vonkajšou časťou synoviálneho puzdra je medzera vyplnená synoviálnou tekutinou. Keď sa šľacha stiahne, hýbe sa s ňou vnútorná časť(vrstva) synoviálneho puzdra. V tomto prípade synoviálna tekutina pôsobí ako mazivo, čím sa eliminuje trenie.
Burzy sa nachádzajú tam, kde šľacha alebo sval susedí s kostným výbežkom. Tieto synoviálne vaky fungujú ako šľachové puzdro – eliminujú aj trenie šľachy alebo svalu o kostný výbežok.
Steny synoviálneho vaku na jednej strane sú spojené s pohyblivou šľachou alebo svalom a na druhej strane s kosťou alebo inou šľachou. Veľkosti tašiek sa líšia. Dutina synoviálneho vaku, 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 má kosť výčnelok s chrupavkovou drážkou pre svalovú šľachu. Medzi šľachou a chrupavkovou drážkou kostného výbežku sa nachádza synoviálna burza. Kostný výbežok sa nazýva svalový blok.
Svaly sú klasifikované podľa ich polohy v ľudskom tele, tvaru, funkcie atď.
Svaly sú povrchové a hlboké, vonkajšie a vnútorné, stredné (stredné) a bočné (laterálne).
Svaly sú rôzneho tvaru: 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 zvieračov - zvieračov (sfinkterov).
Niektoré svaly dostali meno podľa svojho tvaru – kosoštvorcové, trapézové svaly; ostatné svaly sa nazývajú podľa miesta ich úponu - brachioradialis atď.
Ak je sval pripevnený ku kostiam jedného kĺbu a pôsobí iba na tento jeden kĺb, potom sa tento sval nazýva jednokĺbový a ak sú svaly rozložené na dvoch alebo viacerých kĺboch, potom sa takéto svaly nazývajú biartikulárne, viackĺbové -artikulárny.
Niektoré svaly vznikajú a pripájajú sa ku kostiam, ktoré netvoria kĺby (napríklad mimické svaly tváre, svaly dna úst).
Hlavnou vlastnosťou kostrových svalov je kontrakcia pri pôsobení nervové impulzy. Počas kontrakcie sa sval skracuje. Zmena jeho dĺžky ovplyvňuje kostné páky tvorené kosťami, ku ktorým sú svaly pripevnené.
Kostné páky, spojené pomocou kĺbov, zároveň menia polohu tela alebo končatiny v priestore.
Návrat kostnej páky do pôvodnej polohy vykonávajú antagonistické svaly - to znamená svaly pôsobiace na kosti tvoriace kĺb v opačnom smere.
V žuvacích a tvárových svaloch úlohu antagonistov vykonávajú elastické väzy.
Spravidla sa do pohybu zapája viacero svalov, ktoré pohyb umocňujú – takéto svaly sa nazývajú synergisty. Pri pohybe kostných pák hrajú niektoré svaly hlavnú úlohu, iné zohrávajú pomocnú úlohu, poskytujúce nuansy pohybu.
Svalová sila je od 4 do 17 kg na 1 cm2 jej priemeru.
