Величина скорочення (сила м'яза) залежить від морфологічних властивостей та фізіологічного стану м'яза:

1. Вихідної довжини м'яза (довжини спокою). Сила м'язового скорочення залежить від вихідної довжини м'яза чи довжини спокою. Чим сильніший м'яз розтягнутий у спокої, тим більше скорочення (закон Франка-Старлінга).

2. Діаметр м'яза або поперечного перерізу. Виділяють два діаметри:

а) анатомічний діаметр – поперечний переріз м'язів.

б) фізіологічний діаметр – перпендикулярний переріз кожного м'язового волокна. Чим більший фізіологічний переріз, тим більшою силою має м'яз.

Сила м'яза вимірюється вагою максимального вантажу піднятого на висоту або максимальною напругою, яку вона здатна розвинути в умовах ізометричного скорочення. Вимірюється у кілограмах чи ньютонах. Методика виміру сили м'яза називається динамометрія.

Виділяють два види сили м'яза:

1. Абсолютна сила – відношення максимальної сили до фізіологічного діаметру.

2. Відносна сила – відношення максимальної сили до анатомічного діаметру.

При скороченні м'яз здатний виконувати роботу. Робота м'яза вимірюється добутком піднятого вантажу на величину укорочення.

Робота м'язів характеризується потужністю. Потужність м'яза визначається величиною роботи в одиницю часу та вимірюється у ватах.

Найбільша робота та потужність досягається при середніх навантаженнях.

Мотонейрон із групою иннервируемых ним м'язових волокон становить рухову одиницю. Аксон мотонейронів може розгалужуватися та іннервувати групу м'язових волокон. Так, один аксон може іннервувати від 10 до 3000 м'язових волокон.

Розрізняють рухові одиниці за будовою та функціями.

За будовою рухові одиниці поділяються на:

1. Малі рухові одиниці, які мають малий мотонейрон та тонкий аксон, здатний іннервувати 10-12 м'язових волокон. Наприклад, м'язи обличчя, м'язи пальців рук.

2. Великі рухові одиниці представлені великим тілом мотонейрону, товстим аксоном, здатним іннервувати більше 1000 м'язових волокон. Наприклад, чотириголовий м'яз.

За функціональним значенням рухові одиниці поділяються на:

1. Повільні рухові одиниці. Вони включають малі рухові одиниці, легко збудливі, характеризуються невисокою швидкістю поширення збудження, в роботу включаються першими, але при цьому вони практично не втомлюються.

2. Швидкі рухові одиниці. Вони складаються з великих рухових одиниць, погано збудливі, мають велику швидкість проведення збудження. Мають високу силу і швидкість відповіді. Наприклад, м'язи боксера.

Ці особливості рухових одиниць зумовлені низкою властивостей.

М'язові волокна, які входять у рухові одиниці, мають схожі властивості та відмінності. Так, повільні м'язові волокна мають:

1. Багатою капілярною мережею.

4. Вони містять багато жирів.

Завдяки цим особливостям ці м'язові волокна мають високу витривалість, здатні до невеликих за силою скорочень, але тривалим за часом.

Відмінні риси швидких м'язових волокон:

2. Мають більшу швидкість і силу скорочення.

У зв'язку з цими особливостями швидкі м'язові волокна швидко стомлюються, але мають велику силу і високу швидкість відповіді.

За морфофункціональними властивостями рухові одиниці поділяються на 3 типи:

1. Повільні невтомні ДЕ.Мотонейрони мають найнижчий поріг активації, здатні підтримувати стійку частоту розрядів протягом десятків хвилин (тобто невтомні). Аксони мають невелику товщину, низьку швидкість проведення збудження, іннервують невелику групу м'язових волокон. М'язові волокна розвивають невелику силу при скороченні у зв'язку з наявністю у них найменшої кількості скорочувальних білків – міофібрил. Це так звані «червоні волокна» (колір обумовлений гарним розвитком капілярної мережі та невеликою кількістю міофібрил). Швидкість скорочення цих волокон у 1,5 – 2 рази менша, ніж швидких. Вони невтомні завдяки добре розвиненій капілярній мережі, великій кількості мітохондрій та високій активності окисних ферментів.

2. Швидкі, легко стомлювані ДЕ.Мають найбільший мотонейрон, що має найвищий порог збудження, не здатні протягом тривалого часу підтримувати стійку частоту розрядів (втомлювані). Аксони товсті, з великою швидкістю проведення нервових імпульсів, іннервують багато м'язових волокон. М'язові волокна містять велику кількість міофібрил, тому при скороченні розвивають велику силу. Завдяки високій активності ферментів швидкість скорочення висока. Ці волокна швидко стомлюються, т.к. містять менше, порівняно з повільними, мітохондрій і оточені меншою кількістю капілярів.

3. Швидкі, стійкі до втоми.Сильні волокна, що швидко скорочуються, мають велику витривалість завдяки можливості використання аеробних і анаеробних процесів отримання енергії. Волокна 2 і 3 типів називаються "білими волокнами" через великий вміст міофібрил і низького - міоглобіну.

Порівняння повільних та швидких м'язових волокон

Скелетний м'яз людини складається з волокон 3 типів, проте їх співвідношення може значно відрізнятися залежно від функції м'яза, а також уродженої та набутої індивідуальності. Чим більше у м'язах білих волокон, тим краще людина пристосована до виконання роботи, що вимагає великої швидкості та сили. Переважна більшість червоних волокон забезпечує витривалість при виконанні тривалої роботи.

Будова скелетного м'яза

Скелетний м'яз складається з безлічі м'язових волокон, які розташовані пучками в загальному сполучнотканинному футлярі і кріпляться до сухожиль, пов'язаних зі скелетом. Кожне м'язове волокно – це тонка (від 10 до 100 мкм) витягнута у довжину (від 5 до 400мм) багатоядерна освіта – симпласт.

Мембрани м'язового волокна подібна до будови з нервової, але вона дає регулярні. Т-подібні вп'ячування. Усередині м'язового волокна паралельно мембрані розташовується розгалужена замкнута система трубочок – саркоплазматичний ретикулум– внутрішньоклітинне депо Ca 2+.Т-система та прилеглий до неї СР - апарат передачі збудження з мембрани м'язового волокна на скорочувальні структури (міофібрили). У саркоплазмі м'язового волокна можна побачити поперечні світлі і темні ділянки, що чергуються - відповідно, J-(ізотропні) і А-(анізотропні) диски. У сусідніх міофібрилах однойменні диски розташовані на одному рівні, що надає волокну. поперечну смугастість.Комплекс з одного темного та двох прилеглих до нього половин світлих дисків, обмежених поперечними Z-пластинками, називають саркоміром.

Кожна міофібрилла складається з їх множини, що паралельно лежать. товстих (міозинових)і тонких (актинових)білкових ниток – міофіламентів. За перерізом волокна товсті та тонкі нитки розташовуються високоорганізовано у вузлах гексагональної решітки. Кожна товста нитка оточена шістьма тонкими, кожна з тонких ниток частково входить до оточення трьох сусідніх товстих. Міозинові нитки мають поперечні виступи, що відходять від них, з головками, що складаються приблизно з 150 молекул міозину. Актинова нитка складається з двох закручених один навколо іншого ланцюжків (подібно до скручених ниток намиста) молекул актину. На нитках актину розташовані молекули тропоніну, а в жолобках між двома нитками актину лежать нитки тропоміозину.

Механізм скорочення м'язового волокна

У 1954 р. Г. Хакслі та Н. Хенсон виявили, що актинові та міозинові філаменти не змінюють своєї довжини при укороченні або подовженні саркомера і вивели теорію ковзання ниток: м'язове скорочення відбувається при послідовному зв'язуванні декількох центрів головки міозинової поперечного містка з певними ділянками на актинових філаментах.

У м'язових волокнах молекули тропоміозину в спокої розташовуються так, що запобігають прикріпленню поперечних містків міозину до актинових ниток (м'яз розслаблена).

Виникає в ділянці аксо-соматичного синапсу ПД поширюється по системі Т-трубочок углиб волокна, викликаючи деполяризацію цистерн саркоплазматичного ретикулуму (депо Са 2+). При активації мембрани СР відбувається відкриття Са-каналів та вихід Са 2+ за концентраційним градієнтом.

При підвищенні концентрації іонів Са 2+ в міоплазмі він з'єднується з тропоніном, останній конформується і відсуває нитку тропоміозину, відкриваючи для міозинової головки можливість з'єднання з актином. З'єднання головки призводить до різкого «згинання» містка та переміщення нитки актину на 1 крок (20 нм або 1% довжини актину) до середини саркомера з подальшим розривом містка.

За відсутності повторного порушення концентрація Са 2+ завдяки роботі Са-насоса падає. Тому Са 2+ від'єднується від тропоніну та тропоміозин знову блокує актин. При цьому на один робочий рух одного містка витрачається енергія 1 молекули АТФ, ще однієї - на 2 іонів Са 2+ в цистерни.

Усе це призводить до розслаблення м'язи до моменту приходу чергового потоку нервових імпульсів, коли описаний вище процес повторюється.

Сукупність процесів, що зумовлюють розподіл ПД углиб м'язового волокна, вихід іонів Са 2+ із саркоплазматичного ретикулуму, взаємодія скорочувальних білків та укорочення м'язового волокна називається електромеханічним сполученням.

Механіка м'язів. Фізичні властивості та режими м'язових скорочень

Фізичні властивості скелетних м'язів

1. Розтяжність- здатність м'яза змінювати свою довжину під дією сили, що розтягує її.

2. Еластичність- здатність м'язу приймати свою початкову довжину після припинення дії сили, що розтягує або деформує.

3. Силам'язи. Вона визначається максимальним вантажем, який м'яз може підняти. Питома сила - максимальний вантаж, який м'яз може підняти, ділять на число квадратних сантиметрів її фізіологічного поперечного перерізу.

4. Здатність м'яза виконувати роботу. Робота м'яза визначається добутком величини піднятого вантажу на висоту підйому. Робота м'яза поступово збільшується зі збільшенням вантажу, але до певної межі, після якого збільшення вантажу призводить до зменшення роботи, тому що знижується висота підйому вантажу. Отже, максимальна робота м'язом проводиться за середніх величин навантажень ( закон середніх навантажень).

Режими м'язових скорочень

Розрізняють ізотонічний, ізометричний та змішаний режими скорочення м'язів.

При ізотонічномускорочення м'яза відбувається зміна його довжини, а напруга залишається постійною. Таке скорочення відбувається у тому випадку, коли м'яз не переміщає вантаж. У природних умовах близькими до ізотонічного типу скорочень є скорочення м'язів язика.

При ізометричномускорочення довжини м'язових волокон залишається постійною, змінюється напруга м'яза. Таке скорочення м'яза можна отримати під час спроби підняти непосильний вантаж.

У цілому нині організмі скорочення м'язів будь-коли бувають чисто ізотонічним чи ізометричним, вони мають змішаний характер, т. е. відбувається зміна і довжини, і напруги м'язи. Такий режим скорочення називається ауксотонічнимякщо переважає напруга м'яза, або ауксометричним якщо переважає скорочення.

Морфофункціональною одиницею м'яза є не м'язове волокно, а рухова (або моторна) одиниця (ДЕ). ДЕ - це сукупність МН і всіх м'язових волокон, які іннервуються відростками його аксона (рис.). Усі волокна, що входять до ДЕ мають однакові морфо-функціональні властивості.

Мал. Схема будови ДЕ

Один і той же м'яз містить ДЕ різного типу, які функціонують незалежно один від одного. Всі мотонейрони, що іннервують один конкретний м'яз, називаються пулом МН.

Принцип рекрутування (залучення) ДЕ у процес скорочення м'яза

ДЕ залучаються до процесу збудження та скорочення відповідно до їх розміру. Спочатку активуються найменші та найбільш збудливі ДЕ. Збільшення сили стимуляції м'яза призводить до рекрутування більших і менш збудливих ДЕ та збільшення напруги/скорочення м'яза.

Типи ДЕ

Залежно від морфофункціональних особливостей розрізняють 3 основних типи ДЕ.

· Повільні оксидативні стійкі до втоми - S(slow); І тип

· Невеликий діаметр нервових та м'язових волокон та МН; велика кількість м'язових волокон у ДЕ.

· Багата кровопостачання, багато мітохондрій та міоглобіну ( червоні волокна) → висока окисна здатність, але досить повільний метаболізм (повільна активність міозинової АТФази); енергія за рахунок окисного фосфорилювання (аеробний метаболізм).

· Низький поріг активації мотонейронів; невелика швидкість скорочення, висока стійкість до втоми (аеробна витривалість), швидке відновлення.

· Не розвивають велику силу/напругу при скороченні.

· Використовуються при підтримці статичної ненавантажувальної роботи, наприклад, при збереженні пози тіла.

· Складають близько 50% волокон у загальній масі.

· Швидкі волокна; тип II

· товщі, ніж м'язові волокна I типу; іннервуються великими а-мотонейронами.

· Гірше кровопостачаються і мають менше мітохондрій, ліпідів та міоглобіну (білі або світло-червоні волокна).

· Висока швидкість скорочення, велика сила, але швидше втомлюються; здатні на короткочасну роботу

Виділяють 2 види швидких волокон

· Швидкі гліколітичні стомлювані волокна (FF); IIb тип

· Менш збудливі (високий поріг активації мотонейрону), включаються при великих короткочасних навантаженнях та забезпечують швидкі та потужні скорочення м'язів (висока сила); швидко втомлюються.

· Швидкі оксидативно-гліколітичні стійкі до втоми (FR); IIа тип

· Проміжний тип, волокна середнього розміру.

· Джерелами енергії є як окисні, так анаеробні механізми (швидкі окисні волокна).

· Витриваліші, ніж волокна IIb типу, але стомлюються швидше, ніж волокна I типу.

· Здатні до вираженого скорочення, у своїй розвивають середню силу.

· Складають близько 30% волокон.

Таблиця. Порівняльна характеристика 3 типів м'язових волокон.

Двигуна одиниця

група м'язових волокон, що іннервуються одним мотонейроном.

1. Мала медична енциклопедія. - М: Медична енциклопедія. 1991-96 р.р. 2. Перша медична допомога. - М: Велика Російська Енциклопедія. 1994 3. Енциклопедичний словник медичних термінів. - М: Радянська енциклопедія. - 1982-1984 рр..

Дивитись що таке "Двигуна одиниця" в інших словниках:

РУХОВА ЄДИНИЦЯ- основна одиниця дії нервово-м'язової системи; вона включає окреме еферентне нервове волокно від окремого моторного нейрона разом з м'язовим волокном, яке він іннервує. Тлумачний словник з психології

Двигуна одиниця- - Група м'язових волокон, що іннервується одним мотонейроном; нейромоторна одиниця. Словник термінів з фізіології сільськогосподарських тварин

Група м'язових волокон, що іннервуються одним мотонейроном. Великий медичний словник

Одиниця рухова- функціональна одиниця нейромоторного апарату. Являє собою периферичний мотонейрон, його відростки і групу м'язових волокон, що ним іннервуються. При цьому аксон мотонейрону, що йде до м'яза, що забезпечує тонкі рухи, іннервують по 5-12... Енциклопедичний словник з психології та педагогіки

Ця сторінка глосарій. # А … Вікіпедія

ДЕРЖСТАНДАРТ Р 54828-2011: Комплектні розподільні пристрої в металевій оболонці з елегазовою ізоляцією (КРУЕ) на номінальну напругу 110 кВ і вище. Загальні технічні умови- Термінологія ГОСТ Р 54828 2011: Комплектні розподільні пристрої в металевій оболонці з елегазовою ізоляцією (КРУЕ) на номінальну напругу 110 кВ та вище. Загальні технічні умови оригінал документа: 3.1.23 IP код (IP code): …

50.1.031–2001: Інформаційні технології підтримки життєвого циклу продукції. Термінологічний словник. Частина 1. Стадії життєвого циклу продукції– Термінологія 50.1.031 2001: Інформаційні технології підтримки життєвого циклу продукції. Термінологічний словник. Частина 1. Стадії життєвого циклу продукції: 3.7.12. (Загальне) управління якістю: Сукупність програмних засобів та даних … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації

50.1.031-2001: Інформаційні технології підтримки життєвого циклу продукції. Термінологічний словник. Частина 1. Стадії життєвого циклу продукції– Термінологія Р 50.1.031 2001: Інформаційні технології підтримки життєвого циклу продукції. Термінологічний словник. Частина 1. Стадії життєвого циклу продукції: 3.7.12. (Загальне) управління якістю: Сукупність програмних засобів та… … Словник-довідник термінів нормативно-технічної документації

I Медицина Медицина система наукових знань та практичної діяльності, цілями якої є зміцнення та збереження здоров'я, продовження життя людей, попередження та лікування хвороб людини. На виконання цих завдань М. вивчає будову і… … Медична енциклопедія

ГОЛОВНИЙ МОЗОК- ГОЛОВНИЙ МОЗОК. Зміст: Методи вивчення мозку..... . . 485 Філогенетичний та онтогенетичний розвиток головного мозку............. 489 Bee головного мозку..............502 Анатомія головного мозку Велика медична енциклопедія

I Грудна дитина дитина віком до одного року. Виділяють період новонародженості, що триває 4 тижні. після народження (див. Новонароджений (Новонароджений)) та грудний вік (від 4 тижнів до 1 року). У грудному віці дитина росте і… Медична енциклопедія

Двигуна одиницявключає руховий нейрон разом з иннервируемой ним групою м'язових волокон. У різних м'язах рухові одиниці включають різну кількість м'язових волокон. Так, у окорухових м'язах на 1 нейрон припадає близько 10 м'язових волокон, а у великих м'язах тулуба – більше 1000 волокон. Малі рухові одиниці забезпечують швидкі та точні рухи. Розрізняють 3 типи рухових одиниць: швидкий, стомлений; повільний, маловтомлюваний; швидкий маловтомлюваний. У будь-якому м'язі є всі типи волокон, але у різному співвідношенні. У м'язах спортсменів-спринтерів спостерігається більше швидких м'язових волокон, а у стаєрів – більше повільних м'язових волокон. Швидкі волокна гірше кровопостачаються, тому здатні до короткочасної роботи. Повільні волокна рясно кровопостачаються і можуть працювати без втоми. Тіла рухових нейронів повільних рухових одиниць мають невеликий розмір та низький поріг збудливості, тобто можуть бути активовані навіть слабкими сигналами. Тіла рухових нейронів швидких рухових одиниць більші, але менш збудливі, вони включаються, коли потрібно розвинути більшу силу.

Механізм передачі збудження в центральних синапсах, медиатори, що збуджують, формування збуджуючого постсинаптичного потенціалу (ВПСП). Значення хеморегульованих та потенціалзалежних іонних каналів.

Механізм передачі збудження в синапсі. Медіатори - це хімічні посередники передачі в синапсі з одного нейрона на інший. Виділення медіатора з пресинаптичного закінчення можливе тільки, якщо пресинаптична мембрана буде деполяризована імпульсами, що надійшли до нервового закінчення. У пресинаптичній мембрані є канали для іонів кальцію, які за відсутності порушення закриті. Іони кальцію грають визначальну роль виділенні медіатора. При деполяризації пресинаптичної мембрани збудженням, що прийшло сюди, кальцієві канали відкриваються, кальцій з синаптичної щілини надходить у пресинаптичне закінчення, забезпечує злиття медіаторних бульбашок з пресинаптичною мембраною і виділення медіатора в синаптичну щілину. Медіатор, що виділився в синаптичну щілину, переміщається до постсинаптичної мембрани, там він зв'язується зі специфічними рецепторами, що виконують одночасно роль іонних каналів. Комплекс «медіатор – рецептор», що утворився, підвищує проникність постсинаптичної мембрани для певних іонів, в результаті змінюється різниця потенціалів на постсинаптичній мембрані і формується постсинаптичний потенціал. Залежно від природи медіатора і характеру рецепторів, що його зв'язують, постсинаптична мембрана може бути деполяризована, що характерно для збуджуючих синапсів або гіперполяризована, що типово для гальмівних синапсів. Збудливий постсинаптичний потенціал (ВПСП)формується на постсинаптичній мембрані у відповідь на дію збудливих медіаторів. До таких медіаторів відносять: ацетилхолін, норадреналін, дофамін, серотонін. Медіатор взаємодіє з рецепторами постсинаптичної мембрани як ключ із замком, тобто для кожного медіатора існує певний тип рецепторів. Внаслідок взаємодії медіатора з рецепторами постсинаптичної мембрани відкриваються натрієві канали (можлива участь і кальцієвих каналів). Натрій надходить усередину клітин через постсинаптичну мембрану і деполяризує її. Різниця потенціалів, що виникла на постсинаптичній мембрані називається збуджуючим постсинаптичним потенціалом. Якщо його величина буде достатньою, то у внесинаптичній частині мембрани нейрона формуються потенціали дії. Припинення дії медіатора обумовлено видаленням його з синаптичної щілини або за рахунок зворотного захоплення структурами пресинаптичного закінчення, або руйнування його спеціальними ферментами постсинаптичної мембрани. У синапсах може розвиватися процес гальмування, що буде сказано далі.

14. Гальмування в ЦНС та його фізіологічна роль. Вчення І. М. Сєченова про центральне гальмування. Гальмівні медіатори. Механізми пре-і постсинаптичного гальмування.

Вперше про гальмування як про процес у центральній нервовій системі висловився І. М. Сєченов (1863). Дратуючи кристаликами кухонної солі область таламуса біля жаби, Сєченов відзначив уповільнення рухової реакції. Він дійшов висновку, що у центральній нервовій системі розвивається процес гальмування і є гальмівні центри. Цей вид гальмування був названий Сєченовим центральним. Постсинаптичне гальмуваннярозвивається, якщо гальмівний нейрон формує синапс або на дендритах, або на тілі збудливого нейрона. Синапси мають ті ж структурні елементи: пре-, постсинаптичну мембрану, синаптичну щілину та медіатори. Тільки в даному випадку беруть участь гальмівні медіатори: ГАМК, гліцин, ацитілхолін та ін. Медіатори викликають на постсинаптичній мембрані зміну проникності не для натрію, а або для хлору, або калію через активацію відповідних рецепторів і відкриття хемозалежних іонних каналів. Якщо відкриваються канали для іонів Cl-, він проходить через постсинаптичну мембрану всередину і гіперполяризує її. В результаті величина мембранного потенціалу збільшується, а збудливість знижується. Якщо в гальмівному синапсі активуються канали для K + , то градієнтом він виходить на поверхню постсинаптичної мембрани, яка також гіперполяризується. Величина гіперполяризації називається гальмівним постсинаптичним потенціалом (ТПСП), а вид гальмування – постсинаптичним. Пресинаптичне гальмуванняспостерігається в аксо-аксональних синапсах. Тут аксон гальмівного нейрона утворює синапс на аксоні збуджуючого нейрона, ще його синапсу з іншим нейроном. Тому гальмування і називається пресинаптичним. Цей вид гальмування блокує проходження збудження аксоном і має значення для фільтрації інформації в сенсорних нейронах. Роль гальмування у центральній нервовій системі.Гальмування забезпечує: упорядкованість поширення збудження; узгодженість у взаємодії центрів; захисну, охоронну роль від перезбудження. Важливість гальмування доводять приклади: при правця або при отруєнні стрихніном в нервовій системі блокуються гальмівні синапси, тому збудження набуває невпорядкованого характеру, в результаті розвиваються м'язові судоми і настає смерть. Гальмування – це процес збудження спеціалізованих нейронів, що призводить до пригнічення розвитку та поширення збудження. Важливо пам'ятати що гальмування – це локальний, місцевий процес, що не поширюється, на відміну від збудження.