Физиология - блок экзамены. 1 блок - ответы (норм.физа). Механизм формирования потенциала покоя

• Название: Механизм формирования потенциала покоя
• Анкор: Физиология - блок экзамены
• Дата: 08.06.2022
• Размер: 447.46 Kb.
• Имя файла: 1 блок - ответы (норм.физа).docx
• Тип: Документы; #579728
• страница: 4 из 8

15. Внутриклеточный механизм сокращения и расслабления мышечного волокна.

В состоянии покоя скольжения нитей в миофибрилле не происходит, так как центры связывания на поверхности актина закрыты молекулами белка тропомиозина. Возбуждение (деполяризация) миофибриллы и собственно мышечное сокращение связаны с процессом элетромеханического сопряжения, который включает ряд последовательных событий.
•  В результате срабатывания нейромышечного синапса на постсинаптической мембране возникает ВПСП, который генерирует развитие потенциала действия в области, окружающей постсинаптическую мембрану.

•  Возбуждение (потенциал действия) распространяется по мембране миофибриллы и за счет системы поперечных трубочек достигает саркоплазматического ретикулума. Деполяризации мембраны саркоплазматического ретикулума приводит к открытию в ней Са++ -каналов, через которые в саркоплазму выходят ионы Са++ .

•  Ионы Са++ связываются с белком тропонином. Тропонин изменяет свою конформацию и смещает молекулы белка тропомиозина, которые закрывали центры связывания актина.

•  К открывшимся центрам связывания присоединяются головки миозина, и начинается процесс сокращения.

Для развития указанных процессов требуется некоторый период времени (10–20 мс). Время от момента возбуждения мышечного волокна (мышцы) до начала ее сокращения называют латентным периодом сокращения .

Расслабление скелетной мышцы

Расслабление мышцы вызывается обратным переносом ионов Са++ посредством кальциевого насоса в каналы саркоплазматического ретикулума. По мере удаления Са++ из цитоплазмы открытых центров связывания становится все меньше и в конце концов актиновые и миозиновые филламенты полностью рассоединяются; наступает расслабление мышцы.

Контрактурой называют стойкое длительное сокращение мышцы, сохраняющееся после прекращения действия раздражителя. Кратковременная контрактура может развиваться после тетанического сокращения в результате накопления в саркоплазме большого количества Са++ ; длительная (иногда необратимая) контрактура может возникать в результате отравления ядами, нарушений метаболизма.

Фазы и режимы сокращения скелетной мышцы

Фазы мышечного сокращения

При раздражении скелетной мышцы одиночным импульсом электрического тока сверхпороговой силы возникает одиночное мышечное сокращение, в котором различают 3 фазы.

•  латентный (скрытый) период сокращения (около 10 мс), во время которого развивается потенциал действия и протекают процессы электромеханического сопряжения; возбудимость мышцы во время одиночного сокращения изменяется в соответствии с фазами потенциала действия;

•  фаза укорочения (около 50 мс);

•  фаза расслабления (около 50 мс).

16. Сила и работа мышц. Закон средних нагрузок.

В различных мышцах тела соотношение между числом медлен-,, ных и быстрых мышечных волокон неодинаково, поэтому и сила их сокращения, и степень укорочения вариабельны.

При снижении физической нагрузки - особенно большой ин­тенсивности, при которой требуется активное участие быстрых мышечных волокон, - последние истончаются (гипотрофируются) быстрее, чем медленные волокна, быстрее уменьшается их число.

А. Факторы, влияющие на силу сокращения мышцы.

1. 
   Число сокращающихся волокон в данной мышце. С увели­чением сокращающихся волокон возрастает сила сокращений мыш­цы в целом. В естественных условиях сила сокращения мышцы воз­растает с увеличением нервных импульсов, поступающих к мышце, в эксперименте - с увеличением силы раздражения.
   
2. 
   Соотношение быстрых и медленных волокон. Чем больше быстрых волокон содержит мышца, тем больше возможная ее сила сокращения.
   
3. 
   Поперечное сечение мышцы. Различают геометрическое и физиологическое поперечные сечения мышцы. Геометрическое поперечное сечение перпендикулярно продольной оси мышцы, фи­зиологическое - длине мышечных волокон. В портняжной мышце, например, все волокна параллельны длине оси мышцы - парал-лельноволокнистый тип. Большинство мышц - перистого
   

' 84 типа, их волокна расположены косо, прикрепляясь с одной сторо­ны к центральному сухожильному тяжу, а с другой стороны - к наружному сухожильному футляру. Физиологическое поперечное сечение совпадает с геометрическим только в мышцах с продоль­но расположенными волокнами; у мышц с косым расположением волокон физиологическое поперечное сечение может значительно превосходить геометрическое поперечное сечение.

Термины «абсолютная» и «относительная» сила мышцы неред­ко путаются, так как в них заложена идея, противоположная обще­принятой в подобных случаях, поэтому необходимо пользоваться другими: «общая сила мышцы» (определяется максимальным напря­жением в кг, которое она может развить) и «удельная сила мыш­цы» - отношение этого напряжения в кг к физиологическому попе­речному сечению мышцы (кг/см²).

Чем больше физиологическое поперечное сечение мышцы, тем больший груз она в состоянии поднять. По этой причине сила мыш­цы с косо расположенными волокнами больше силы, развиваемой мышцей той же толщины, но с продольным расположением воло­кон. Для сравнения силы разных мышц максимальный груз, кото­рый они в состоянии поднять, делят на площадь их физиологиче­ского поперечного сечения (удельная сила мышцы). Вычисленная таким образом сила (кг/см²) для трехглавой мышцы плеча челове­ка - 16,8, двуглавой мышцы плеча - 11,4, сгибателя плеча - 8,1, икроножной мышцы - 5,9, гладких мышц - 1 кг/см².

Обычно при оценке деятельности мышц учитывают только производимую ею внешнюю механическую работу. В наиболее простом случае - при подъеме груза - работа мышцы (А), согласно законам механики, может быть измерена произведением веса груза (Р) на высоту подъема (h) и выражена в кгм:

А=Рh

Расход энергии и КПД при работе мышцы. Величина внешней работы мышцы не может дать точных представлений об общем расходе энергии, т.к. часть ее превращается в тепло. При выполнении любой работы, как внутренней, так и внешней, часть энергии неизбежно превращается в тепловую. Вследствие этого общий расход энергии (G) есть сумма расхода, идущего на механическую работу (W), и расхода на образование тепла (H):

G= W+H

Очень важно выяснить, какая часть общих энергетических трат идет на выполнение работы и какая теряется в виде тепла, т.е. выяснить коэффициент полезного действия (КПД) мышечного двигателя. КПД есть отношение величины произволимой работы к общим энергетическим тратам.

КПД = W/W+H

Измерения показывают, что КПД мышц человека может достигать 25-30%. Это значит, что только 1/4 всех энергетических трат мышцы идет на выполнение внешней механической работы, остальные же 3/4 теряются в виде тепла. Следует сказать, что КПД мышцы сравнительно высок; КПД самых совершенных машин намного ниже.

КПД не является величиной постоянной; он зависит от условий деятельности мышцы, в частности, от величины нагрузки и от скорости сокращения.

Наибольшую внешнюю работу мышца способна произвести при некоторых средних нагрузках. Это явление получило название закона средних нагрузок. Очевидно, и КПД мышцы будет наиболее высоким при средних нагрузках, при которых внешняя механическая работа, совершаемая ею, является наибольшей.

17. Утомление, факторы, влияющие на скорость его развития.

Основным фактором, вызывающим утомление, является физи­ческая или умственная нагрузка, падающая на афферентные системы во время работы. Зависимость между величиной нагрузки и степе­нью утомления почти всегда бывает линейной, то есть чем больше нагрузка, тем более выраженным и ранним является утомление. По­мимо абсолютной величины нагрузки, на характере развития утом­ления сказывается еще и ряд ее особенностей, среди которых следует выделить: статический или динамический характер нагрузки, посто­янный или периодический ее характер и интенсивность нагрузки.

Наряду с основным фактором (рабочей нагрузкой), ведущим к утомлению, существует ряд дополнительных или способствующих факторов. Эти факторы сами по себе не ведут к развитию утомления, однако, сочетаясь с действием основного, способствуют более ранне­му и выраженному наступлениюутомления. К числу дополнитель­ных факторов можно отнести:

• 
  факторы внешней среды (температура, влажность, газовый со­став, барометрическое давление и др.);
  
• 
  факторы, связанные с нарушением режимов труда и отдыха;
  
• 
  факторы, обусловленные изменением привычных суточных биоритмов, и выключение сенсорных раздражений;
  
• 
  социальные факторы, мотивация, взаимоотношения в коман­де и др.
  

Субъективные и объективные признаки утомления весьма много­образны, и их выраженность в значительной мере зависит от характера выполняемых упражнений и психофизиологических особенностей человека. К субъективным признакам утомления относится чув­ство усталости, общее или локальное. При этом появляются боли и чувство онемения в конечностях, пояснице, мышцах спины и шеи, желание прекратить работу или изменить ее ритм и др.

Еще более разнообразными являются объективные признаки. При любом виде утомления детальное обследование может обна­ружить изменения в характере функционирования любой систе­мы организма, начиная от двигательной, сердечно-сосудистой и центральной нервной системы и кончая такими, казалось бы, не связанными с непосредственной работой системами, как пищева­рительная и выделительная. Такое многообразие изменений отра­жает закономерности функционирования организма как единого целого и характеризует непосредственные реакции обеспечения функциональной нагрузки, а также адаптационные и компенса­торные сдвиги.

При утомлении со стороны центральной нервной системы отмеча­ются нарушение межцентральных взаимосвязей в коре головного мозга, ослабление условно-рефлекторных реакций, неравномер­ность сухожильных рефлексов, а при переутомлении — развитие не-врозоподобных состояний.

Изменения сердечно-сосудистой системы характеризуются тахи­кардией, лабильностью артериального давления, неадекватными ре­акциями на дозированную физическую нагрузку, некоторыми элек­трокардиографическими сдвигами. Кроме того, снижается насыще­ние артериальной крови кислородом, учащается дыхание и ухудша­ется легочная вентиляция, которая при переутомлении может существенно уменьшаться.

В крови снижается количество эритроцитов и гемоглобина, отме­чается лейкоцитоз, несколько угнетается фагоцитарная активность лейкоцитов и уменьшается количество тромбоцитов. При переутом­лении иногда отмечают болезненность и увеличение печени, нару­шение белкового и углеводного обмена.

Однако все эти изменения не возникают одновременно и не раз­виваются в одном и том же направлении. Ихдинамика определяется рядом закономерностей, и лишь обнаружив эти закономерности, можно не только понять ход развития утомления, но и дать правильную оценку состоянию человека и активно противодействовать раз­вивающемуся утомлению.

Изменения возникают в первую очередь в тех органах и системах, которые непосредственно осуществляют выполнение спортивной де­ятельности. При физической работе — это мышечная система и дви­гательный анализатор. Одновременно изменения могут появляться в тех системах и органах, которые обеспечивают функционирование этих основных работающих систем — дыхательной, сердечно-сосу­дистой, крови и др. С другой стороны, может быть и такое положе­ние, когда уже имеет место снижение функций организма (основных и обеспечивающих систем), а спортивная работоспособность еще со­храняется на высоком уровне. Это зависит от морально-волевых ка­честв спортсмена, мотивации идр.

18. Структурная и функциональная характеристика гладких мышц.

Гладкие мышцы подразделяются на:

• 
  Висцеральные (находятся во всех внутренних органах, протоках пищеварительных желез, кровеносных и лимфатических сосудах, коже);
  
• 
  Мультиунитарные (ресничная мышца и мышца радужки глаза).
  

Гладкие мышцы имеют те же физиологические свойства, что и скелетные мышцы, но имеют и свои особенности:

1) нестабильный мембранный потенциал, который поддерживает мышцы в состоянии постоянного частичного сокращения – тонуса;

2) самопроизвольная автоматическая активность;

3) сокращение в ответ на растяжение;

4) пластичность (уменьшение растяжения при увеличении растяжения);

5) высокая чувствительность к химическим веществам.

Морфологическое отличие ГМ: отсутствие видимой поперечной исчерченности.

Функции гладких мышц:

1) поддержание давления в полых органах;

2) регуляция давления в кровеносных сосудах;

3) опорожнение полых органов и продвижение их содержимо.

19. Законы проведения возбуждения по нервному волокну:

Закон физиологической непрерывности – проведение возбуждения по НВ возможно при условии его структурной целостности и физиологической непрерывности. Физиологическая непрерывность нерва м.б. нарушена, например, при сдавлении нерва без его структурного повреждения, что препятствует проведению ПД.

Закон изолированного проведения – при проведении возбуждения по НВ ПД не распространяется с одного волокна на другое, например, рядом расположенное.

Закон двухстороннего проведения – отдельно нервное волокно обладает двухсторонней проводимостью. Так, при искусственном электрическом раздражении в любой точке по ходу НВ может возникать ПД и распространяться как центростремительно, так и центробежно.

Лабильность — функциональная подвижность, скорость протекания элементарных циклов возбуждения в нервной и мышечной тканях. Понятие "Л." введено русским физиологом Н. Е. Введенским (1886), который считал мерой Л. наибольшую частоту раздражения ткани, воспроизводимую ею без преобразования ритма. Л. отражает время, в течение которого ткань восстанавливает работоспособность после очередного цикла возбуждения. Наибольшей Л. отличаются отростки нервных клеток — аксоны, способные воспроизводить до 500—1000 импульсов в 1 сек; менее лабильны центральные и периферические места контакта — синапсы (например, двигательное нервное окончание может передать на скелетную мышцу не более 100—150 возбуждений в 1 сек). Угнетение жизнедеятельности тканей и клеток (например, холодом, наркотиками) уменьшает Л., т. к. при этом замедляются процессы восстановления и удлиняется рефрактерный период.

Парабиоз — состояние, пограничное между жизнью и смертью клетки.

Причины парабиоза – самые разные повреждающие воздействия на возбудимую ткань или клетку, не приводящие к грубым структурным изменениям, но в той или иной мере нарушающее ее функциональное состояние. Такими причинами могут быть механические, термические, химические и другие раздражители.

Сущность парабиоза. Как считал сам Введенский, в основе парабиоза лежит снижение возбудимости и проводимости, связанное с натриевой инактивацией. Советский цитофизиолог Н.А. Петрошин полагал, что в основе парабиоза лежат обратимые изменения белков протоплазмы. Под действием повреждающего агента клетка (ткань), не теряя структурной целостности, полностью прекращает функционировать. Это состояние развивается фазно, по мере действия повреждающего фактора (то есть зависит от продолжительности и силы действующего раздражителя). Если повреждающий агент вовремя не убрать, то наступает биологическая смерть клетки (ткани). Если же этот агент убрать вовремя, то ткань так же фазно возвращается в нормальное состояние.

Уравнительная, когда в ответ на слабый раздражитель величина сокращения мышцы не изменялась, а в ответ на сильный амплитуда сокращения мышцы резко уменьшалась и становилась такой же, как при ответе на слабый раздражитель;

Парадоксальная, когда в ответ на слабый раздражитель величина сокращения мышцы оставалась прежней, а в ответ на сильный раздражитель величина амплитуды сокращения становилась меньше, чем в ответ на слабый раздражитель, или мышца вообще не сокращалась;

Тормозная, когда и на сильный и на слабый раздражители мышца не отвечала сокращением. Именно это состояние ткани и обозначается как парабиоз.

20. Основным принципом деятельности нервной системы являетсярефлекс.

Рефлекс – это закономерная ответнаяреакция организма на воздействие из внешней или внутренней
среды организма при обязательном участии центральной нервной системы.

Все раздражения, действующие на организм из окружающей или внутренней среды, воспринимаются чувствительными периферическими окончаниями нервной системы рецепторами. Возбуждение
от рецепторов по афферентным нервным волокнам направляется
в ЦНС, где происходит переработка полученной информации и формируются импульсы, которые направляются по эфферентным нервным волокнам к органам, вызывая или изменяя их деятельность. Путь, по которому возбуждение распространяется от рецепторадо рабочего органа (эффектора) называется рефлекторной дугой.

В состав рефлекторной дуги входят:

1) рецептор – воспринимает раздражение и превращает энергию раздражения в возбуждение (нервные импульсы) – это первичная обработка получаемой информации. Рецепторами являются разветвления дендритов афферентных нейронов или специализированные клетки (колбочки, палочки у зрительной сенсорной системы, волосковые слуховые и вестибулярные клетки).

2) афферентный путь – путь от рецептора в ЦНС, представлен афферентным (чувствительным или центростремительным) нейроном, отростки которого образуют афферентное нервное волокно;

3) нервный центр – совокупность нейронов в ЦНС, в которых происходит переработка информации и формируется ответная реакция;

4) эфферентный (двигательный или центробежный) путь – путь из ЦНС на периферию, представлен эфферентным нейроном, аксон которого образует эфферентное нервное волокно, проводящее возбуждение к органу;

5) исполнительный орган или эффектор (мышца, железа, внутренний орган)

При нарушении целостности хотя бы одного звена рефлекторной дуги рефлекс не осуществляется.

В зависимости от количества нейронов, входящих в рефлекторную дугу, различают простые и сложные рефлексы. В простом рефлексе дуга состоит из 2-х нейронов (чувствительного и двигательного) и одного синапса, ее называют моносинаптической дугой. Простые рефлексы осуществляются с участием спинного мозга, проявляются в одиночном рефлекторном акте, например, отдергивании руки при болевом раздражении, в сухожильных рефлексах.

В большинстве случаев рефлекторные дуги имеют 3-и и более нейронов, связанных между собой многими синапсами, такие рефлексы называют сложными, а дуги – многонейронными или полисинаптическими. Этирефлекторные дуги включают в себя значительное количество вставочных нейронов и осуществляются с участием ствола
и коры головного мозга. К их числу относятся и инстинкты, которые обеспечивают адекватное поведение человека и животных
при меняющихся условиях окружающей среды.

Понятие «рефлекторная дуга» позднее было заменено понятием «рефлекторное кольцо». Кольцо в отличие от дуги включает дополнительное звено – обратную связь. При функционировании органа от него по афферентным путям в ЦНС поступают нервные импульсы, информирующие ее о выполнении ответной реакции, соответствии этой реакции условиям среды в данный момент. ЦНС проводит анализ и синтез полученной информации и вносит поправки в осуществляющий рефлекторный акт.