Механизм мышечного сокращения

Мы завершаем наш путь по рефлекторной дуге изучением процессов мышечного сокращения.

Изучение процессов мышечного сокращения важно уже потому, что большинство функций нашего организма является результатом работы поперечно-полосатых или гладких мышц - это наши движения и поддержание позы, работа сердца и сосудов, желудка и кишечника - всех органов, где есть мышечная ткань.

Любая попытка медикаментозного воздействия на функцию мышечной ткани немыслима без знания: 1. структур, осуществляющих сокращение, 2. особенностей процессов возбуждения мышечных волокон и 3. самого механизма сокращения.

С л о в а р ь т е м ы:

Двигательная единица

Потенциал концевой пластинки

Саркомер

Сократительные белки

Регуляторные белки

Одиночное мышечное сокращение

Латентный период

Зубчатый тетанус

Гладкий тетанус

Оптимум раздражения

Пессимум раздражения

Функциональная лабильность ткани

Функции мышц в организме человека и животных очень многообразны:

1. Поддержание позы и равновесия тела

2. Произвольные движения

3. Воспроизведение речи

4. Работа сердца

5. Регуляция тонуса сосудов

6. Моторика желудка и кишечника

7. Терморегуляция (сократительный термогенез)

Эти функции поддерживаются различными мышцами: поперечно-полосатые, сердечная и гладкие мышцы. Мы подробно остановимся на механизме сокращения скелетных мышц, поскольку он является универсальным для всех мышц с небольшими вариациями.

Скелетные мышцы принято классифицировать по количеству входящих двигательных единиц и по функциональной характеристике двигательных единиц. Каждая скелетная мышца содержит большое число мышечных волокон, а иннервация мышечных волокон осуществляется из мотонейронов спинного мозга или ствола мозга. Комплекс, включающий один мотонейрон и иннервируемые им мышечные волокна, называется ДВИГАТЕЛЬНОЙ ИЛИ НЕЙРОМОТОРНОЙ ЕДИНИЦЕЙ.

Рисунок 30 Двигательная единица

Количество двигательных единиц, соответственно и плотность иннервации велика в мышцах, приспособленных для тонких движений (пальцы, язык, наружные мышцы глаза). В мышцах, осуществляющих "грубые" движения (мышцы туловища), количество двигательных единиц и плотность иннервации малы. Различают одиночный и множественный типы иннервации мышечных волокон. Чаще встречается одиночный тип, осуществляемый компактными моторными окончаниями в виде кустика или "подошвы".

По функциональной характеристике (физиологическим свойствам) выделяют три основных типа двигательных единиц Медленные малоутомляемые, быстрые, устойчивые к утомлению и быстрые легкоутомляемые. Сравним крайние, наиболее отличающиеся варианты, отметив, что быстрые, устойчивые к утомлению двигательные единицы занимают промежуточное положение .

	Медленные малоутомляемые	Быстрые легкоутомляемые
Мотонейроны	низкопороговые	высокопороговые
Частота импульсов	До 10 Гц	50-60 Гц
Нервное волокно иннервирует	До 10 мышечных волокон	Сотни мышечных волокон
Количество митохондрий	Много	Мало
Запасы гликогена	Много	Мало
Количество миоглобина	Много	Мало
Плотность капилляров	Много	Мало
Зависимость от поступления кислорода	Малочувствительны к недостатку	Высокочувствительны к недостатку

Как видно из этой таблицы быстрые и медленные двигательные единицы и соответствующие мышцы предназначены для выполнения различных функций: медленные – поддерживают позу, равновесие тела, обеспечивают статические нагрузки, быстрые – тонкие координированные движения. Для осуществления движения необходима согласованная работа тех и других.

Сила сокращения мышцы в каждый конкретный момент зависит от:

1. Количества включенных в сокращение двигательных единиц, входящих в мышцу. Для развития максимальной силы необходимо включение всех двигательных единиц этой мышцы

2. Частотыимпульсов, которые поступают к каждой двигательной единице

3. Синхронизации частот импульсов, поступающих от двигательных нейронов.

В зависимости от частоты импульсов мышца может работать в нескольких режимах: одиночное сокращение или тетаническое, слитное, без расслабления. Эти режимы рассмотрим позже, а здесь лишь отметим, что максимальное сокращение возможно при включении всех двигательных единиц мышцы, при такой частоте, когда все двигательные единицы не успевают расслабиться перед следующим импульсом возбуждения и при синхронизации этих частот для всех двигательных единиц.