пз4. Функции и свойства гладких мышц

• Название: Функции и свойства гладких мышц
• Дата: 25.11.2019
• Размер: 0.56 Mb.
• Имя файла: пз4.docx
• Тип: Документы; #96960
• страница: 1 из 4

Функции скелетных и гладких мышц.

ФУНКЦИИ И СВОЙСТВА ГЛАДКИХ МЫШЦ

1. ЭЛЕКТРИЧЕСКАЯ АКТИВНОСТЬ. Гладкие мышцы характеризуются нестабильным мембранным потенциалом. Колебания мембранного потенциала независимо от нервных влияний вызывают нерегулярные сокращения, которые поддерживают мышцу в состоянии постоянного частичного сокращения — тонуса. Мембранный потенциал гладкомышечных клеток не является отражением истинной величины потенциала покоя. При уменьшении мембранного потенциала мышца сокращается, при увеличении — расслабляется.

2. АВТОМАТИЯ. ПД гладких мышечных клеток имеют авторитмический характер, подобно потенциалам проводящей системы сердца. Это свидетельствует о том, что любые клетки гладких мышц способны к самопроизвольной автоматической активности. Автоматия гладких мышц, т.е. способность к автоматической (спонтанной) деятельности, присуща многим внутренним органам и сосудам.

3. РЕАКЦИЯ НА РАСТЯЖЕНИЕ. В ответ на растяжение гладкая мышца сокращается. Это вызвано тем, что растяжение уменьшает мембранный потенциал клеток, увеличивает частоту ПД и в конечном итоге — тонус гладкой мускулатуры. В организме человека это свойство гладкой мускулатуры служит одним из способов регуляции двигательной деятельности внутренних органов. Например, при наполнении желудка происходит растяжение его стенки. Увеличение тонуса стенки желудка в ответ на его растяжение способствует сохранению объема органа и лучшему контакту его стенок с поступившей пищей. В кровеносных сосудах растяжение, создаваемое колебаниями кровяного давления.

4. ПЛАСТИЧНОСТЬ. Изменчивость напряжения без закономерной связи с ее длиной. Так, если растянуть гладкую мышцу, то ее напряжение будет увеличиваться, однако если мышцу удерживать в состоянии удлинения, вызванным растяжением, то напряжение будет постепенно уменьшаться, иногда не только до уровня, существовавшего до растяжения, но и ниже этого уровня.

5. ХИМИЧЕСКАЯ ЧУВСТВИТЕЛЬНОСТЬ. Гладкие мышцы обладают высокой чувствительностью к различным физиологически активным веществам: адреналину, норадреналину. Это обусловлено наличием специфических рецепторов мембраны гладкомышечных клеток. Если добавить адреналин или норадреналин к препарату гладкой мышцы кишечника, то увеличивается мембранный потенциал, уменьшается частота ПД и мышца расслабляется, т. е. наблюдается тот же эффект, что и при возбуждении симпатических нервов.

ФУНКЦИИ И СВОЙСТВА СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

Скелетная мускулатура является составной частью опорно-двигательного аппарата человека. При этом мышцы выполняют следующие функции:

1)обеспечивают определенную позу тела человека;

2)перемещают тело в пространстве;

3) перемещают отдельные части тела относительно друг друга;

4) являются источником тепла, выполняя терморегуляционную функцию.

Скелетная мышца обладает следующими важнейшими СВОЙСТВАМИ:

1)ВОЗБУДИМОСТЬЮ — способностью отвечать на действие раздражителя изменением ионной проводимости и мембранного потенциала.

2) ПРОВОДИМОСТЬЮ — способностью проводить потенциал действия вдоль и в глубь мышечного волокна по Т-системе;

3) СОКРАТИМОСТЬЮ — способностью укорачиваться или развивать напряжение при возбуждении;

4) ЭЛАСТИЧНОСТЬЮ — способностью развивать напряжение при растягивании.

Типы мышечных волокон

Классификации мышечных волокон

В настоящее время общепринято считать, что у человека скелетные мышцы состоят из волокон различных типов. Существуют различные классификации типов мышечных волокон. Различают волокна: красные и белые, медленные и быстрые, тонические и фазические. В середине ХХ века для разделения мышечных волокон на разные типы использовались гистологические методы (А.В. Самсонова с соавт., 2012). Из скелетных мышц посредством биопсии извлекался кусочек мышечной ткани, быстро замораживался и разрезался на тонкие слои. Затем производилось исследование мышечной ткани под микроскопом. Первоначально критерием разделения мышечных волокон на медленные и быстрые являлось количество и расположение митохондрий. Затем предпочтение стали отдавать такому показателю как толщина Z-дисков. Было найдено, что у медленных волокон Z-диски существенно толще, чем у быстрых. В качестве еще одного критерия разделения мышечных волокон на типы использовалась толщина М-диска. При продольных срезах расслабленной скелетной мышцы видно, что медленные мышечные волокна содержат пять М-линий, имеющих одинаковую плотность. Промежуточные мышечные волокна – три линии средней плотности, ясно видимые и две линии, имеющие небольшую плотность. В быстрых мышечных волокнах имеются три линии средней плотности и две внешние, едва различимые.

В настоящее время чаще всего используется классификация M.Brook, K.Kaiser (1970), которая основывается на гистохимических методах.

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах «Гипертрофия скелетных мышц человека» и «Биомеханика мышц«

Известно, что миофибриллы состоят из саркомеров, а те, в свою очередь – из толстых и тонких филаментов. Основу толстых филаментов составляет белок миозин, а основу тонких – белок актин.

Гистохимические методы основаны на определении активности фермента АТФ-азы миозина. Этот фермент расположен на головках миозина. Фермент АТФ-аза осуществляет высвобождение энергии, необходимой для осуществления сокращения мышечного волокна. Она варьирует в широких пределах. Установлено, что степень активности АТФ-азы миозина связана с типом миозина, содержащемся в мышечном волокне. В медленных мышечных волокнах активность АТФ-азы низкая, а в быстрых – высокая. Именно высокая активность АТФ-азы миозина способствует высокой скорости сокращения мышечных волокон.

На основе классификации по активности АТФ-азы миозина различают мышечные волокна типа I, типа IIA и типа IIB.

Характеристики мышечных волокон

В таблице 1. представлены некоторые характеристики мышечных волокон различных типов.

Таблица 1

Характеристика I тип IIА тип IIВ тип

Название мышечных волокон Красные, медленные, устойчивые к утомлению, окислительные Промежуточные, быстрые, устойчивые к утомлению, окислительно-гликолитические Белые, быстрые, быстроутомляемые, гликолитические, анаэробные

Сопротивление утомлению Высокое Среднее Очень низкое

Скорость

Сокращения Низкая Высокая Высокая

Площадь поперечного сечения мышечного волокна Небольшая Большая Большая

Максимальная

Сила Небольшая Большая Очень большая

Физиология мышц.

Физиология скелетных мышц– отдельная часть опорно-двигательного аппарата и составляют 35-40% от массы тела, у пожилых и у новорожденных 23-25%. Нарастание 0,7-0,8% в год до 15 лет. С момента полового созревания 5-7% в год до 20 лет 5-6%. Развитие структуры мыш., сосуд. и иннервации идет до 25-30 лет.

Функции мышц:

1. 
   передвижение тела в пространстве;
   
2. 
   перемещение частей тела относительно друг друга;
   
3. 
   поддержание позы и положения тела;
   
4. 
   выработка тепла;
   
5. 
   сохранение запасов энергетических и пластических веществ.
   

Физиологические свойства мышц:

1. 
   возбудимость (у детей снижена) связано с малой А φ действия и большей его длительностью φ_п; с малой деполяризацией мембраны. Низкая активность К⁺-Nа⁺насосов, относительно >> прониц мембраны дляNа⁺и Сl^-и малым содержанием К⁺в мышечном волокне. Возбудимость мышечных волокон < чем у нервных волокон и нейронов, это связано с высокой поляризацией мембраны мышечных волокон – 90 мВ (Е₀=90 мВ); уровень Е_к=50 мВ (крит поляр). φ_{пороговый}=Δφ=Е₀-Е_к=40 мВ. Чем<разность, тем>возбудимость.
   

Для нервного волокна – 20 мВ.

2. 
   проводимость. Vмышечного проведения = 3-5 м/с;Vнв=0,5-120 м/с.
   

Vу детей <, т.к. волокна по мембране более тонкие и имеют малую А φ_{действия.}

3. 
   сократимость.
   

Физические свойства:

1. 
   эластичность;
   
2. 
   вязкость саркоплазма обладает ŋ
   
3. 
   в некоторых условиях пластичность.
   

Режимы и виды мышечных сокращений:

Для изолированной мышцы выделяют:

1. 
   изотолический режим– мышца укорачивается без развития напряжения (т.е. остается мягкой);
   
2. 
   изометрический– мышца развивает силу, ↑ ее напряжение, но укорочения нет (когда жестко закреплена);
   
3. 
   аутотолический– мышца развивает напряжение и укорачивается.
   

для естественной мышцы (в организме):

1. 
   концентрический режим аналогично аутотол (укор и ↑напряж)
   
2. 
   изометрическое сокращение (мышца не укорачивается);
   
3. 
   эксцентрический режим – появляется при большой внешней нагрузки, когда несмотря на ↑ напряжения мышца растягивается.
   

Виды мышечных сокращений:

1. 
   одиночное– сокращение, обусловленное развитием одиночной волны возбуждения в мышечном волокне.
   
2. 
   детоническое– сокращение, обусловленное развитием многочисленных волн возбуждения в мышечных волокнах, сократительный эффект от которых Σ по А и времени.
   

Возбудимость.

Есть зубчатый и гладкий тетанус.



Зависимость А сокращения от частотой раздражения (сила и длительность стимулов неизменны).



Временное соотношение между электрическими и механическими проявлениями тетануса.

Тонус мышцы– состояние длительного непрерывного напряжения, при котором укорочение может отсутствовать. В мышце приходят нервные импульсы, поддержанные моторной единицей.

Моторной единицей называют мотонейронвместе со всеми мышечными волокнами, которые они иннервируют.

Уровни организации скелетной мышцы.

- миофиламенты

- миофибрилла

- мышечная клетка (мышечное волокно);

- пучок

- мышцы.

Миозин: хвост, шейка и головка, на ней имеются цент взаимодействия с актиновой нитью и центр, захвата АТФ.

Актиновая нить включает 3 белка (тропомиозин, актин, тропонин).

Цикл движений головки, миозина при сокращении и расслаблении мышцы.

ПКА – φ концевой пластинки.

При сокращении:

Появление ПКП приводит к возникновению круговых токов между постсинаптической и прилежащей электровозб мембраны.

Появляется деполяризация мембраны, развивается, когда деполяризация достигает критического уровня, то возникает φ_{действия}, который распространяется вдоль мышечного волокна по сарколемме и вглубь по поперечным трубочкам

→ деполяризация мембран цистерн саркоплазматитич ретикулов (реанилиновые каналы). Деполяризация вызывает открытие Са²⁺канала в мембранах цистерн сарк ретикулами. [Са²⁺] в ретикул ≈ в 10 тыс. раз >в саркоплазме. Са²⁺диффундирует к актин. и миозин. нитям и связываются с тропонином, (снимает тропомиозиновую репрессию). Тогда изменяется трансформация тропонина таким образом, что он сдвигает молекулу тропомиозина и обеспечивает открытие участка на активной молекуле, который может взаимодействовать с головкой миозина. Если головка в это время активирована, то происходит образование актомиозинового мостика, ↑ АТФ – азной активности и полное расщепление АТФ до фосфата и АДФ, которые сбрасываются. А полученная Е используется на поворот головки, при этом актин. нить протягивается на 1 шаг между миозиновыми. За 1 поворот головки саркомер укорачивается на 2% от максимально возможного сокращения. Для дальнейшего укорочения необходимы повторные грибковые движения головок миозина (до 60 циклов).

Для расслабления мышцы:

1. 
   необходимо, чтобы было восстановлено исходное низкое содержание Са²⁺в саркоплазме и это обеспечивается работой Са²⁺- насоса;
   
2. 
   необходимо достаточное количество АТФ; это обеспечивает разрыв актомиозиновых мостиков. В этом случае эластические силы растягивают саркомер, возвращая его первоначальную длину. Эластичные силы создаются за счет эластичности сарколеммы и прод. трубочек ретикулума, за счет белка (цитина), которые располагаются между Zи М мембранами. +α – актинин присоед актиновые филаменты кZ-мембране (линии), удерживает, упорядоченную структуру + белок мебулин, располагается параллельно нитям актина и стабилизирует их +макрофакторы: эластическая тяга сухожилий, связок и всех эл соединительных структур, входящих в состав мышц.
   

Моторная единица– это мотонейрон со всеми мышечными волокнами, которые он иннервирует. Эти нейроны находятся в первых рогах МС и УМН. В состав моторной единицы могут входить от 10 до 1,5 тыс. нейронов и они (волокна) могут лежать в разных участках иннервированных мышц.

По физиологическим признакам:

1. 
   медленные малоутомляемыемоторные единицы – красные моторные единицы. В их саркоплазме имеется б –миоглобин, который запасает О2 (красный цвет имеет) мышца способна функционировать долго.
   
2. 
   быстрые легкоутомляемыемоторные единицы – белые, способные развивать большую силу, генерировать большое (до 50 импульсов в с) число волн возбуждения.
   

За счет анаэробных процессов (анаэр расщепления, гликогены, глюкозы).

3. 
   быстрые устойчивые к утомлениюмоторные единицы. Обладают промежуточными свойствами.
   

У человека различают три вида мышц: поперечнополосатые скелетные мышцы; поперечнополосатая сердечная мышца; гладкие мышцы внутренних органов, кожи, сосудов.

Скелетные мышцы совместно со скелетом составляют опорно-двигательную систему организма, которая обеспечивает поддержание позы и перемещение тела в пространстве. Кроме того, они выполняют защитную функцию, предохраняя внутренние органы от повреждений.

Скелетные мышцы являются активной частью опорно-двигательного аппарата, включающего также кости и их сочленения, связки, сухожилия. Масса мышц может достигать 50% общей массы тела.

С функциональной точки зрения к двигательному аппарату можно отнести и моторные нейроны, посылающие нервные импульсы к мышечным волокнам. Тела моторных нейронов, иннервирующих аксонами скелетную мускулатуру, располагаются в передних рогах спинного мозга, а иннервирующих мышцы челюстно-лицевой области — в моторных ядрах ствола мозга. Аксон мотонейрона при входе в скелетную мышцу ветвится, и каждая веточка участвует в формировании нервно-мышечного синапса на отдельном мышечном волокне (рис. 1).