ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЦ

ФИЗИОЛОГИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

ФУНКЦИИ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ
Двигательная.
Обменная – в мышцах происходят биохимические процессы, приводящие к изменению уровня мономеров в крови (глюкозы, аминокислот, жирных кислот).
Депонирующая – запас гликогена.
Теплообразовательная – интенсивное образова-ние тепла в работающей мышце.

ТИПЫ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ
Параллельно-
волокнистый
Перистые
Веретено-образный

СВОЙСТВА СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ
Физические:
Эластичность – способность изменять длину под действием деформирующей силы Упругость – способность восстанавливать исходную длину после деформации
Физиологические:
Возбудимость
Проводимость
Лабильность
Сократимость

Мышца состоит из клеток – мышечных волокон.
Мышечные волокна скелетных мышц иннервируются мотонейронами.
Двигательная единица (ДЕ) – мотонейрон в совокупности
с иннервируемыми им мышечными волокнами.
В состав одной ДЕ может входить от
5-10 мышечных волокон до нескольких сотен и тысяч:
7 - прямая мышца глаза;
560 - передняя большеберцовая мышца;
2037 – икроножная мышца.

Электромиограмма: отражает возбуждение множества двигательных единиц.

Нервно-мышечный синапс скелетных мышц (концевая пластинка)
Синапс между окончанием аксона мотонейрона спинного мозга и мышечным волокном скелетной мышцы называется
концевой пластинкой.
Концевая пластинка имеет большую величину.

Синаптические зоны в концевой пластинке располо-жены линейно вдоль двигательной терминали. Места освобождения медиатора и локализации постсинаптических рецеп-торов противостоят друг другу.
Медиатор нервно-мышечного синапса – ацетилхолин.
Рецепторы к медиатору:
Н-холинорецепторы.
Особенности концевой пластинки:

ПОТЕНЦИАЛ КОНЦЕВОЙ ПЛАСТИНКИ
В нервно-мышечном синапсе на постсинаптической мембране возникает потенциал концевой пластинки (ПКП):
ПКП имеет большую величину – экзоцитоз большого количества медиатора (содержимого 100-300 везикул).
если амплитуда ПКП достигает критического уровня, то возникает ПД.
большая величина ПКП обеспечивает надежность нервно-мышечной передачи возбуждения

Квант – содержимое 1 везикулы.
Выделение отдельных квантов в покое: на постсинаптической мембране возникают слабые потенциалы - миниатюрные .
Миниатюрные потенциалы концевой пластинки (МПКП):
возникают спонтанно;
амплитуда МПКП зависит от состояния холинорецепторов и концентрации ацетилхолина в везикуле;
частота МПКП зависит от состояния терминали.
При возбуждении мотонейрона возникает ПКП -суммарный ответ на синхронное освобождение многих квантов (>100 ).
Миниатюрные потенциалы концевой пластинки

ВИДЫ МЫШЕЧНЫХ СОКРАЩЕНИЙ
Одиночное сокращение
Одиночное сокращение мышцы возникает при ее однократном раздражении.
Фазы:
А. Латентный период (длится около 10 мс) – период от начала возбуждения до начала сокращения мышцы.
Б. Фаза укорочения (сокращения) (около 50 мс).
В. Фаза расслабления (около 50 мс).

Тетаническое сокращение (тетанус) – суммация сокращений мышцы при действии ритмических раздражителей.
Виды тетануса:
Зубчатый тетанус: наступает, когда каждый последующий раздражитель попадает в фазу расслабления мышцы.
2. Гладкий тетанус: наступает, когда каждый последующий раздражитель попадает в фазу сокращения мышцы.
Тетаническое сокращение

Следовая
деполяризация
Вторичная
экзальтация
Реполяризация
Рефрактерность

Режимы мышечного сокращения
Изометрический – длина мышцы постоянна, но развивается внутреннее напряжение за счет силы растяжения упругих элементов.
Изотонический – укорочение мышцы при постоянном напряжении или нагрузке.
Ауксотонический (смешанный) – длина мышцы уменьшается наряду с возрастанием развиваемой ею силы.

Типы мышечных волокон

Мышца состоит из мышечных волокон.
СТРОЕНИЕ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

СТРОЕНИЕ МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА
миофибриллы, состоящие из саркомеров;
саркоплазматический ретикулум - депо Са++;
митохондрии;
плазматическая мембрана мышечного волокна имеет впячивания (продольные Т-трубочки), которые вместе с цистернами саркоплазматического ретикулума образуют Т-системы (триады).

Миофибриллы содержат саркомеры – структурно-функциональные единицы мышцы.

СТРОЕНИЕ САРКОМЕРА МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА

Саркомер состоит из сократительных белков и Z-мембран.
Z-мембраны располагаются в области Т-трубочек.
К Z-мембранам крепятся тонкие нити белка актина.
Между нитями актина располагаются толстые нити белка миозина.
Сокращение мышцы происходит путем взаимного скольжения нитей актина и миозина.
Сопряжение возбуждения мембраны мышечного волокна и скольжения нитей обеспечивает работа Т-систем.
СХЕМА СОКРАТИТЕЛЬНОЙ ЕДИНИЦЫ МЫШЕЧНОГО ВОЛОКНА

Строение актина и миозина
Миозиновые нити имеют выступы – поперечные мостики. На их концах расположены утолщения - «головки» миозина.
На актиновых нитях расположены активные центры, способные связываться с головками миозина.
В покое активные центры актина закрыты белком тропомиозином. Тропомиозин фиксирован на актине с помощью белка тропонина.
Тропонин+тропомиозин – тропонин-тропомиозиновый комплекс (ТТК).

Механизм скольжения нитей актина и миозина.
Электромеханическое сопряжение.
Ион Са++ – посредник между возбуждением и сокращением. Са++ в цитоплазме < 10-7 М - мышца расслаблена.
Возбуждение мышечного волокна
Деполяризация Т-трубочки
Открытие Са-каналов саркоплазматического ретикулума – выход Са++.
Действие Са++ на ТТК – освобождение активных участков актина.
Связывание головок миозина с актином.

Механизм скольжения нитей: укорочение саркомера
6. Гидролиз АТФ головки миозина, отсоединение АДФ и Ф – высвобождение энергии – смещение головок миозина по направлению к актину (от 90 град до 45 град) – скольжение актиновой нити на один шаг по направлению к центру саркомера, в результате саркомер укорачивается.

Электромеханическое сопряжение

Поперечный мостик распрямляется, головка миозина присоединяется к следующему активному центру актина.
Механизм скольжения: разобщение нитей
Отсоединение головки миозина от актина: связывание свободной АТФ с головкой миозина.

Расслабление мышцы происходит в результате снижения уровня Са++ в цитоплазме.
Са++ закачивается обратно в саркоплазматический ретикулум с помощью Са-насоса мембраны ретикулума.

ЗАВИСИМОСТЬ СИЛЫ СОКРАЩЕНИЯ ОТ ИСХОДНОЙ ДЛИНЫ МЫШЦЫ

ФИЗИОЛОГИЯ
ГЛАДКИХ
МЫШЦ

Гладкие мышцы располагаются в стенках внутренних полых органов:
Сосудов
Верхних дыхательных путей Желудочно-кишечного тракта
Мочевого пузыря
Матки, семявыносящих протоков

1) Миофибриллы с саркомерами располагаются нерегулярно.
2) Другой механизм сокращения (участвует внешний Са++).
3) Сокращение развивается позже, более медленно, чем в скелетных мышцах, и имеет меньшую амплитуду.
4) Обладают пластичностью – способностью сохранять длительное время форму после растягивающей деформации.
Сократительные особенности гладких мышц

Способность к автоматии.
Низкий мембранный потенциал покоя
3. Наличие потенциалзависимых медленных Са-каналов на плазматической мембране.
4. Потенциал действия может иметь плато.
5. В гладкомышечной ткани есть некоторое количество нексусов.
6. Гладкомышечные клетки иннервируют нервные волокна автономной нервной системы.
Особенности возбуждения гладких мышц

Сравнительная характеристика скелетных и гладких мышц