Механизм мышечного расслабления
Как только в мышечное волокно перестают поступать нервные импульсы, ионы Са^ под действием так называемого кальциевого насоса за счет энергии АТФ уходят в цистерны саркоплазматического ретикулюма и их концентрация в саркоплазме понижается до исходного уровня. Это вызывает изменения конформации тропонина, который, фиксируя тропомиозин в определенном участке актиновых нитей, делает невозможным образование поперечных мостиков между толстыми и тонкими нитями. За счет упругих сил, возникающих при мышечном сокращении в коллагеновых нитях, окружающих мышечное волокно, оно при расслаблении возвращается в исходное состояние. Таким образом, процесс мышечного расслабления, или релаксации, так же, как и процесс мышечного сокращения, осуществляется с использованием энергии гидролиза АТФ.
В ходе мышечной деятельности в мышцах поочередно происходят процессы сокращения и расслабления и, следовательно, скоростно-силовые качества мышц в равной мере зависят от скорости мышечного сокращения и от способности мышц к релаксации [1].
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Рассмотрев понятия «мускулатура» и «мышечное сокращение» можно сделать ряд выводов.
Мышечное волокно является многоядерной структурой, окруженной мембраной и содержащей специализированный сократительный аппарат — миофибриллы.
В процессе мышечного сокращения потенциальная химическая энергия переходит в потенциальную механическую энергию напряжения и кинетическую энергию движения. Основой всех типов мышечного сокращения служит взаимодействие примеактина и миозина.
В скелетных мышцах за сокращение отвечают миофибриллырно две трети сухого веса мышц). Сокращение происходит при увеличении концентрации в цитоплазме ионов Ca2+ в результате скольжения миозиновых филаментов относительно актиновых.
Непосредственным источником энергии для мышечного сокращения является расщепление высокоэнергетического вещества АТФ. В мышце происходит также промежуточная реакция, вовлекающая 2-ое высокоэнергетическое вещество – креатинфосфат (КФ). Оно не может действовать как непосредственный источник энергии, поскольку его расщепление не оказывает влияние на сократительные белки мышцы. КФ обеспечивает энергией ресинтез АТФ. В свою очередь, энергия для ресинтеза КФ обеспечивается окислением.
Сокращение мышечного волокна заключается в укорочении миофибрилл в пределах каждого саркомера. Толстые (миозиновые) и тонкие (актиновые) нити, в расслабленном состоянии связанные только концевыми отделами, в момент сокращения осуществляют скользящие движения навстречу друг другу. Выделение необходимой для сокращения энергии происходит в результате превращения АТФ в АДФ под влиянием миозина. Ферментная активность миозина проявляется при условии оптимального содержания Са2+, которые накапливаются в саркоплазматической сети.
Весь процесс от появления мышечного потенциала действия до сокращения мышечного волокна называется электромеханической связью (или электромеханическим сопряжением).
КПД мышечной клетки около 50 %, мышцы в целом не более 20%. Максимальная сила мышц не достигается в реальных условиях; не все клетки мышцы используются одновременно и сокращаются с максимальной силой, иначе при сокращении многих скелетных мышц будут повреждены сухожилия или кости (что иногда и наблюдается при сильных судорогах). КПД мышцы также зависит от внешних условий; например, на холоде он значительно снижается, так как для организма важнее сохранить температуру тела.
В динамическом режиме работоспособность мышцы определяется скоростью расщепления и ресинтеза АТФ. При этом скорость расщепления АТФ может увеличиваться в 100 раз и более. Ресинтез АТФ может обеспечиваться за счет окислительного расщепления глюкозы. Действительно, при умеренных нагрузках ресинтез АТФ обеспечивается повышенным потреблением мышцами глюкозы и кислорода. Это сопровождается увеличением кровотока через мышцы примерно в 20 раз, увеличением минутного объема сердца и дыхания в 2—3 раза. У тренированных лиц (например, спортсмена) большую роль в обеспечении повышенной потребности организма в энергии играет повышение активности митохондриальных ферментов.
При максимальной физической нагрузке происходит дополнительное расщепление глюкозы путем анаэробного гликолиза. Во время этих процессов ресинтез АТФ осуществляется в несколько раз быстрее и механическая работа, производимая мышцами также больше, чем при аэробном окислении. Предельное время для такого рода работы составляет около 30 с, после чего возникает накопление молочной кислоты, т. е. метаболический ацидоз, и развивается утомление.
Анаэробный гликолиз имеет место и в начале длительной физической работы, пока не увеличится скорость окислительного фосфорилирования таким образом, чтобы ресинтез АТФ вновь сравнялся с его распадом. После метаболической перестройки спортсмен обретает как бы второе дыхание. Подробные схемы метаболических процессов приведены в руководствах по биохимии.
Основа сокращения мышцы — биохимические процессы, которые совершаются в 2 фазы: первую, анаэробную (бескислородную), и вторую, аэробную (кислородную). В каждой из этих фаз происходит расщепление веществ с освобождением энергии и их восстановление (ресинтез). Поэтому мышца, лишенная кислорода, может долго работать при условии удаления остаточных продуктов обмена веществ.
В ходе мышечной деятельности в мышцах поочередно происходят процессы сокращения и расслабления и, следовательно, скоростно-силовые качества мышц в равной мере зависят от скорости мышечного сокращения и от способности мышц к релаксации.
ГЛОССАРИЙ
Актин -белок мышечных волокон, участвующий в сократительных процессах в клетке. Содержится преимущественно в клетках мускульных тканей.
АТФ –аденилпирофосфорная кислота, нуклеотид, содержащий аденин, рибозу и три остатка фосфорной кислоты, универсальный переносчик и
основной аккумулятор химической энергии в живых клетках, выделяющейся при переносе электронов в дыхательной цепи.
Афферентное волокно –центростремительное нервное волокно (отростки нервных клеток), по которым возбуждение передается от тканей к ЦНС.
Гладкие мышцы – сократимая ткань, состоящая из клеток и не имеющая поперечной исчерчённости.
Дефосфолирирование -отщепление остатка фосфорной кислоты от молекулы фосфорсодержащего соединения.
Кинестезия –ощущение положения и движения отдельных частей тела, сопротивления и тяжести внешних предметов.
Миозин -белок мышечных волокон; образует с актином основной сократительный элемент мышц актомиозин.
Миофибрилл -органеллы клеток поперечнополосатых мышц, обеспечивающие их сокращение, служащие для сокращений мышечных волокон.
Мышечное сокращение -реакция мышечных клеток на воздействие нейромедиатора, реже гормона, проявляющаяся в уменьшении длины клетки.
Мышечные ткани -ткани, различные по строению и происхождению, но сходные по способности к выраженным сокращениям, состоящие из вытянутых клеток, которые принимают раздражение от нервной системы и отвечают на него сокращением.
Мыщцы -органы тела животных и человека, состоящие из упругой, эластичной мышечной ткани, способной сокращаться под влиянием нервных импульсов, предназначенные для выполнения различных действий: движения тела, сокращения голосовых связок, дыхания.
Персинаптическая мембрана –участок поверхностной мембраны нервного волокна, через который медиатор выделяется в синаптическую щель; структурный элемент синапса.
Постсинаптическая мембрана – утолщенная поверхностная мембрана клетки в области синапса, обладающая чувствительностью к медиатору.
Релаксация -состояние покоя, расслабленности, возникающее у субъекта следствие снятия напряжения, после сильных переживаний или физических усилий.
Ресинтез -процесс обратного восстановления исходного сложного химического соединения из «осколков», образовавшихся при его распаде или метаболизме.
Синапс -место контакта между двумя нейронами или между нейроном и получающей сигнал эффекторной клеткой.
Фосфорилирование -процесс переноса остатка фосфорной кислоты от фосфорилируущего агента-донора.
ЦНС –центральная нервная система
Эфферентное волокно –центробежные нервные волокна по которым возбуждение передаётся от ЦНС (от клетки) к тканям.
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
1. Физическая культура студента: Учебник / Под ред. В.И. Ильинича. М.: Гардарики, 2000. — 448 с.
2. Физическая культура. Серия «Учебники, учебные пособия». Ростов-н/Д: Феникс, 2003. — 384 с
3. www.wikipedia.ru
https://ru.wikipedia.org/wiki/Мышцы 15.11.2015
4. www.allbest.ru http://knowledge.allbest.ru/medicine/3c0b65635b2ad68a5c53b89521306c37_0.html Механизм мышечного сокращения/ 15.11.2015
5. сайт www.bestreferat.ru
http://www.bestreferat.ru/referat-405682.html Механизм мышечного сокращения/ 15.11.2015
6. https://ru.wikipedia.org/wiki/Мышечное_сокращение 15.11.2015
7. http://biofile.ru/bio/5096.html Энергетика мышечного сокращения 15.11.2015