Физиология мышечного сокращения

Роль мышечного сокращения в организации поведенческой
деятельности человека
Общим свойством всего живого и основой
активного поведения является движение.
Органом движения является мышечный
аппарат, который включает 3 вида мышц:
скелетные, гладкие и сердечную мышцы.

Классификация мышц и их функции
Мышцы выполняют следующие функции:
1. Создание позы и удержание тела в пространстве, преодоление инерции.
2. Двигательная функция внутренних органов (моторная функция кишечника, сократительная функция сердца, обеспечение дыхания за счёт сокращения дыхательных мышц).
3. Эффекторный механизм мыслительной (произносимая речь) и поведенческой деятельности.
4. Преобразование химической энергии макроэргических соединений в механическую, тепловую, электрическую энергию.

Физические свойства скелетных мышц
Растяжимость – способность мышцы изменять свою длину под действием растягивающей силы.
Эластичность - способность мышцы принимать свою первоначальную длину после прекращения действия растягивающей или деформирующей силы.
Сила – определяется максимальным грузом, который мышца в состоянии поднять.
Способность совершать работу – определяется произведением веса поднятого груза на высоту подъёма.

Физиологические свойства скелетных мышц
Общие
Раздражимость
Возбудимость
Проводимость
Рефрактерность
Лабильность
Частные
Сократимость

Режимы мышечных сокращений

Виды мышечных сокращений
Одиночное сокращение – возникает при действии одиночным раздражителем (прямое раздражение), или через иннервирующий её двигательный нерв (непрямое раздражение).
Тетаническое (суммированное) сокращение – длительное и сильное сокращение мышцы в ответ на ритмическое раздражение.

Гладкие мышцы и их особенности
Тонические – не способны развивать «быстрые» сокращения
Фазно-тонические (обладающие автоматией и не обладающие автоматией) – способны быстро сокращаться

Морфологические особенности гладких мышц
Образованы гладкомышечными клетками веретенообразной формы.
Хаотично расположены и окружены соединительной тканью (поэтому лишены поперечной исчерченности).
Контактируют друг с другом при помощи нексусов.
Сократительный аппарат представлен миофибриллами, состоящими в основном из актина. Миозин представлен только в дисперсной и агрегированной формах.

Физиологические особенности гладких мышц
В основе сокращения – процесс превращения энергии АТФ в механическую энергию сокращения.
Сокращения медленные с использованием скользящего механизма.
Сокращение протекает с малыми энерготратами.
Обладают выраженной пластичностью (длительное сохранение изменённой длины).
Обладают автоматией.

Раздражители, вызываю-щие сокращение гладких мышц
Быстрое и сильное растяжение гладких мышц.
Химические вещества (особенно гормоны и медиаторы, к которым гладкие мышцы обладают высокой чувствительностью).

Потенциал покоя в гладких мышцах меньше, чем в скелетных.
Это связано с более высокой проницаемостью мембраны для ионов Na.
В клетках не обладающих автоматией он стабилен и =– 60–70 мВ.
В клетках, обладающих автоматией, он неустойчивый с колебаниями от –30 до –70 мВ.
Особенности электричес-ких процессов гладких мышц

Потенциал действия имеет длительный латентный период.
Ниже, чем в скелетных мышцах.
Бывает двух типов: пикоподобная форма и форма «плато».
Связан с повышением проницаемости для ионов Са.
Несколько опережает сокращение.
Особенности электричес-ких процессов гладких мышц

Особенности электричес-ких процессов гладких мышц
Проведение возбуждения возникает, если приложенный стимул одновременно возбуждает некоторое минимальное количество мышечных клеток.
Может распространяться на соседние мышечные волокна (из-за малого сопротивления в области контактов) распространяется лишь на определённое расстояние, которое зависит от силы раздражителя скорость значительно меньше, чем в скелетной мышце и составляет от 2 до 15 см/с.

Одиночное и тетаническое сокращения

Сократимость и возбудимость разных мышц

Формирование тетануса в зависимости от частоты раздражения

Оптимум и пессимум частоты

Миофибриллы с саркоплаз-матическим ретикулумом

Строение мышечного волокна и миофибриллы

Механизм мышечного сокращения

Поперечные мостики и механизм сокращения

Схема электромеханического
сопряжения

Последовательность основных процессов при мышечном сокращении
Раздражение.
Возникновение ПД.
Проведение возбуждения вдоль клеточной мембраны до Z-мембраны и вглубь волокна по трубочкам Т-систем.
Деполяризация мембраны саркоплазматического ретикулума.
Освобождение Са++ из триад и диффузия его к миофибриллам.
Взаимодействие Са++ с тропонином, изменение его конформации и выделение энергии АТФ.
Скольжение тропомиозина в желобке между двумя субъединицами актиновой нити (внутри неё), обнажая участки прикрепления поперечных мостиков миозина
Скольжение актиновых вдоль миозиновых нитей.
Сокращение саркомера, миоцита и мышцы в целом.

Прекращение действия раздражителя.
Инактивация электровозбудимых Са-каналов саркоплазматческого ретикулума.
Понижение концентрации Са++ в межфибриллярном пространстве из-за работы Са-насоса.
Высвобождение Са++ из комплекса с тропонином.
Возвращение исходной конформации тропонина.
Скольжение тропомиозина на поверхность актиновой нити и блокирование активных центров взаимодействия с миозином.
Разрушение акто-миозиновых мостиков.
Увеличение длины саркомера, миоцита и мышцы в целом.
Расслабление мышцы.
Последовательность основных процессов при мышечном расслаблении