Фізіологія м’язів. Фізіологічні основи рухової активності. Нейро-гуморальна регуляція м’язової діяльності

Будова нервово-м'язового синапсу.

Особливості проведення збудження через синапси:
Однобічність проведення збудження. В аксоні збу­дження проходить в обох напрямках від місця його виникнення, у нервовому центрі - тільки в одно­му напрямку: від рецептора до ефектора.
Синаптична затримка проведення збудження. Збу­дження в нервовому центрі проводиться з меншою швидкістю, ніж в інших частинах рефлекторної дуги. Це пов’язано з часом, що витрачається на про­цеси виділення медіатору, з фізико-хімічними про­цесами, які відбуваються в синапсі, з виникненням ЗПСП і генерацією ПД.
Сумація нервових процесів - явище виникнення збудження за певних умов нанесення підпорогових подразнень. Сумацію описано І. М. Сєченовим. Ви­різняють два види сумації: часова сумація і просто­рова сумація
Трансформація ритму збудження - це невід­повідність частоти ПД в аферентній та ефе­рентній ланках рефлекторної дуги.
Післядія збудження - явище продовження збуджен­ня в ЦНС після припинення подразнення (реверберація).
Посттетанічна потенціація - явище появи або підсилення відповіді на поодинокі тестуючі сенсорні стимули протягом деякого часу після попереднього слабкого частого (100-200 імп/с) ритмічного по­дразнення.
Стомлюваність нервових центрів. При тривало­му повторному виконанні того ж самого рефлек­су через деякий час настає стан зменшення сили рефлекторної реакції і навіть повне її пригнічення, тобто настає втома.. Однією з причин є “звикан­ня” постсинаптичної мембрани до дії медіатора - габітуація.

Сумація скорочень і тетанус м'яза
У відповідь на одинокий імпульс відбувається скорочення, за яким спостерігається дещо повільне розслаблення.
Одинокі скорочення можуть сумуватись, і тоді розвивається тривале скорочення м'яза – тетанус.
Тетанічне скорочення виникає тоді, коли до м'яза надходить не одиноке подразнення, а їх серія. У цьому випадку хвилі скорочення накладаються одна на одну. Накладання хвиль скорочення можливе лише тому, що рефрактерний період збудливості м'язового волокна менший за латентний період його скорочення, і тому м'язове волокно, що не встигло ще відповісти на попереднє подразнення, сприймає наступне. Кожний наступний імпульс надходить у момент, коли ще не закінчилась хвиля попереднього скорочення. Залежно від частоти імпульсації тетанус може бути зубчастим (неповним) або суцільним (гладким, повним)

Електроміографія - це метод реєстрації потенціалів дії, що виникають у м’язах.
При відведенні поверхневими електродами розрізняють 4 типи електроміограм.
Перший тип - характерний для нормального м’яза і виникає при його довільних скороченнях. Цей тип електроміограми характеризується ритмічністю і високою частотою виникнення потенціалів дії - більше 50 за секунду.
Другий тип електроміограми характеризується ритмічністю виникнення потенціалів дії з частотою від 6 до 50 за секунду. Причому другий тип електроміограми має два підтипи: ІІа і ІІб. Підтип ІІа при довільних скороченнях м’язів характеризується частотою виникнення потенціалів від 6 до 20 за секунду, а підтип Пб – від 21 до 50 за секунду. Цей тип електроміограми спостерігається деколи при зменшенні кількості функціонуючих м’язових волокон та в основному при ураженні рухових нейронів спинного мозку.
Третій тип електроміограми характеризується появою групових ритмічних і неритмічних розрядів при довільних м’язових скороченнях. Такий тип електроміограми спостерігається при ураженні супраспинальних рухових центрів. Наприклад, при паркінсонізмі.
Четвертий тип електроміограми характеризується електричним мовчанням м’яза при спробі довільного м’язового скорочення.
Такий тип електроміограми відмічається при паралічах, повній атрофії м’язів, руйнуванні нервів.

Одинокі скорочення (а), зубчатий (б) і гладкий (в) тетанус.
Зубчастий тетанус виникає при такій частоті, коли кожен наступний імпульс застає м'яз у періоді розслаблення. Суцільний тетанус спостерігається, коли нова хвиля скорочення починається до початку розслаблення. У природних умовах від рухових нейронів до м'яза надходить серія імпульсів. Тому тетанічний режим для скелетних м'язів є фізіологічним. Надзвичайно висока частота подразнень викликає зниження сили скорочень м'яза.

Ядра довгастого мозку.
1) рухові, 2) чутливі, 3) змішані та 4) ретикулярної формації.
Рухові: ядро підязикового нерва (ХІІ пара) забезпечує іннервацію м'язів язика; ядро додаткового нерва (ХІ пара) здійснює іннервацію м'язів шиї.
Чутливі: Бурдаха, Голя. В них закінчуються однойменні провідні шляхи спинного мозку.
Змішані: Ядро вестибулярного та слухового нерва (VІІІ пара). Це утворення складається з декількох ядер. Від ядра Дейтерса починається вестибулоспинальний тракт, який йде до передніх рогів спинного мозку і закінчується на мотонейронах екстензорів. Ядро блукаючого нерва (Х пара). Сюди надходить чутлива інформація від внутрішніх органів, рухова - забезпечує рефлекторне послідовне скорочення м'язів глотки і гортані при диханні.
Ядро язико-глоткового нерва (ІХ пара) – рухові волокна іннервують м'язи ротової порожнини і глотки, чутливі сприймають інформацію про задню частину язика, слизову глотки.

Ядра моста.
Вони поділяються на 1) рухові, 2) змішані та 3) ядра ретикулярної формації.
Рухові: ядро відвідного нерва (VI) пара, забезпечує іннервацію зовнішнього прямого м'яза ока.
Змішані: Ядро лицевого нерва (VIІ пара), чутливі нейрони сприймають інформацію від смакових рецепторів передньої частини язика, рухові забезпечують іннервацію мімічних м'язів обличчя, опускання верхньої повіки.
Ядро трійчастого нерва (V пара), чутливі нейрони сприймають інформацію від шкіри обличчя, слизової носа, зубів, окістя черепа, рухові нейрони нейрони забезпечують іннервацію жувальних м'язів, м'язи піднебіння, барабанної перетинки.
Таким чином, довгастий мозок має ядра VIІІ-ХІІ, міст – V-VIІ. Виключно руховими є VІ, ХІ, ХІІ, решта змішані (рухові, чутливі, автономні).

Середній мозок
Середній мозок – це чотиригорбкове тіло і ніжки мозку.
Ядра середнього мозку. Сіра речовина середнього, як і заднього мозку розміщена у вигляді скупчень, утворюючи ядра. Розрізняють такі ядра середнього мозку:
1) ядро окорухового нерва (ІІІ пара),
2) ядро блокового нерва (ІV пара);
3) чорна речовина (завдяки наявності пігменту меланіну). Нейрони чорної речовини мають здатність синтезувати дофамін, тобто ці нейрони мають дофамінергічну природу і через аксони направляти його до базальних гангліїв;
4) червоне ядро;
5) ядра ретикулярної формації.

Рефлекторна функція середнього мозку.
А. Середній мозок забезпечує здійснення орієнтувальних рефлексів:
1) зорових
2) слухових.
Б. Рефлекси середнього мозку направлені на відновлення пози, випрямлення:
1. Шийні рефлекси випрямлення. Їх рецептори знаходяться в м'язових веретенах, подразнюються внаслідок розтягування м'язів. Відповідь – скорочення м'язів.
2. Вестибулярні (лабіринтні) рефлекси випрямлення: а) статичні рефлекси випрямлення; б) статокінетичні рефлекси випрямлення. Вони спостерігаються при дії на організм прискорення.
Прикладом можуть бути ліфтні рефлекси, коли на організм діє вертикальне прискорення.

ФУНКЦІЇ БАЗАЛЬНИХ ЯДЕР
Основною функцією базальних ядер є планування та програмування рухових команд разом з корою великого мозку, як стереотипних, так і осмислених. Підтвердженням цього є виникнення порушень рухових програм, які мають місце при пошкодженнях базаль­них ядер. Порушення рухів поділяють на гіперкінетичні та гіпокінетичні.

Мозочок за допомогою нейронних ланцюгів бере участь у регуляції і корекції рухових функцій, а саме:
підтриманні тонусу м’язів, постави і рівноваги, руху очних яблук ;
забезпеченні синергії - контроль швидкості, сили, амплітуди і направлення рухів, що виконуються;
разом з моторною корою великого мозку здійснює планування і програмування рухів, бере участь у навчанні певним рухам, які повторюються раз за разом, у довготривалій руховій адаптації.
ФУНКЦІЇ МОЗОЧКА ТА ЇХ МЕХАНІЗМИ

Роль спинного мозку в регуляції автономних функцій
У перших п'яти грудних сегментах спинного мозку локалізовані прегангліонарні симпатичні нейрони, що іннервують серце і бронхи. Вони посилають імпульси, стимулюючі серцеву діяльність і розширюючі бронхи.
У всіх грудних і верхніх поперекових сегментах спинного мозку розміщені нейрони симпатичної нервової системи, що іннервують судини і потові залози.
У крижовому відділі спинного мозку знаходяться спинальні парасимпатичні нейрони, які утворюють центри сечопуску, дефекації, статевих рефлексів.

Щитоподібна залоза
Йодовмісні гормони: тироксин або тетрайодтиронін і трийодтиронін та тиреокальцитонін.
Метаболічний ефект. Гормони викликають індукцію ферментів і активують мітохондріальні ферменти, що збільшує синтез білка, окислювальний розпад жирів і вуглеводів. Підсилюють глікогенолітичну і гіперглікемічну дію катехоламінів.
Соматичний ефект. У ростучому організмі тиреоїдні гормони необхідні для нормального процесу ендохондріальної осифікації між діафізом і епіфізом.
Нейрогенний ефект. У молодому організмі важлива роль у розвитку центральної нервової системи.
Тиреокальцитонін знижує вміст кальцію в крові і стимулює його надходження в кісткову тканину. Секреція кальцитоніну не регулюється спеціальними тропними гормонами. Збільшення рівня кальцію в крові викликає стимуляцію секреції гормону.

Паращитоподібні залози
Паратгормон.
1. Стимулює активність остеобластів, що приводить до звільнення іонів кальцію і фосфору з мінеральної речовини, яка утворює кістку, внаслідок стимуляції секреції ними органічних кислот, які розчиняють сполуки Са2+ і Р і сприяють їх виведенню.
2. Підсилює реабсорбцію кальцію в нирках, сприяючи цим, підвищенню рівня кальцію в плазмі і зменшується зворотнє всмоктування в канальцях фосфору.
3. Підсилює всмоктування кальцію в кишці, це зв'язано не з прямою дією його на кишку, а з підвищеним утворенням активної форми вітаміну D в нирках під впливом паратгормону, який вже сам підвищує швидкість всмоктування Са2+ в кишках.

Підшлункова залоза

Підшлункова залоза
Острівцеві клітини, синтезують гормони інсулін, глюкагон і соматостатин.
Клітини, що синтезують інсулін, називають β-клітинами, а котрі синтезують глюкагон – α-клітинами, соматостатин-дельта-клітинами. У плода і дітей грудного віку острівцева тканина може регенерувати. Ця здатність зникає після четвертого року життя.
Термін інсулін (від лат. insyla – острівець) запропонував у 1909 р. бельгійський вчений Ян де Мейєр, коли ще його структура була невідома.

Метаболічна дія інсуліну
Вплив інсуліну на вуглеводний обмін.
1. Збільшує проникність клітинних мембран для глюкози.
2. Стимулює синтез глікогену.
3. Активує перехід вуглеводів у жири.
4. Знижує утворення глюкози з амінокислот.
Вплив інсуліну на жировий обмін.
1. Пригнічує розпад жиру.
2. Активує синтез жирних кислот.
3. Гальмує утворення кетонових тіл.
Вплив інсуліну на білковий обмін.
1. Підсилює транспорт амінокислот в клітину.
2. Гальмує розпад амінокислот.
3. Підсилює синтез білка.

Ефекти глюкагону.
Діє на печінку, де:
1. Підсилює розщеплення глікогену.
2. Сприяє глюконеогенезу.
3. Стимулює ліполіз.
4. Підсилює кетогенез, тобто утворення кетонових тіл в умовах зниженого окиснення глюкози.

Гормони статевих залоз
Чоловічі статеві гормони – андрогени (тестостерон),
Жіночі – естрогени, прогестини (прогестерон).
У період статевого дозрівання ендокринна активність гонад у хлопчиків відновлюється, а в дівчаток їх внутрішня секреція виникає вперше.
Під впливом естрогенів у дівчаток і андрогенів у хлопчиків статеві органи ростуть і дозрівають.
Статеві гормони викликають також розвиток екстрагенітальних статевих ознак – молочних залоз, характерну будову тіла.
У жінок статеві гормони викликають зміни ендометрію, характерні для менструального циклу.
Андрогени проявляють анаболічний ефект, тобто вони підсилюють синтез білка.

Епіфіз
Містить велику кількість біологічно активних речовин. Найбільше серед них серотоніну, меланіну і адреногломерулотропіну.
Виділення мелатоніну змінюється при світлі. Мелатонін міститься не тільки в епіфізі, але й в периферичних нервах і корінцях спинальних нервів. Проте його синтез здійснюється тільки в епіфізі.
Адреногломерулотропін є продуктом відновлення мелатоніну. Встановлено його пригнічуючий вплив на функціональну активність статевих залоз.
Серотонін - продукт синтезу мелатоніну. Доведено участь серотоніну в добових змінах активності гіпоталамо-гіпофізарно-надниркової залозної системи, а також його інгібуючий ефект на гонади.

Загрудинна залоза.

Загрудинна залоза.
Протягом останніх років з загрудинної залози були виділені тимозин, тимопоетин і інші поліпептиди, що відіграють певну роль в клітинних імунних реакціях.
Максимального рівня морфологічного розвитку і діяльності вона досягає до періоду статевого дозрівання (12-13 років), після чого починається поступова атрофія, розміри її зменшуються. У людей після 60 років, на тому місці де була залози, залишаються лише дві жирові дольки.