а) Изотонический тип или концентрационный (мышца укорачивается, но не изменяет своего напряжения). Например, ходьба.
б) Эксцентрический тип. Если нагрузка на мышцу больше, чем ее напряжение, то мышца растягивается. Например, при опускании тяжелого предмета.
2 Статическая форма мышечного сокращения. Эта форма наблюдается при поддержании позы или преодолении силы земного притяжения.
Данная форма включает один тип мышечного сокращения – изометрический. При изометрическом сокращении мышца изменяет свое напряжение, но не изменяет длины.
3. Форма ауксотонического сокращения или смешанная.
Деление на формы и типы мышечных сокращений является условным т.к. все сокращения являются смешанными. Однако преобладает какой-то один тип.
Режимы сокращения мышц.
Характер или режим сокращения мышцы зависит от частоты импульсов, которые поступают от мотонейрона.
Выделяют одиночные и тетанические мышечные сокращения.
Если на мышцу подействовать одиночным импульсом, то происходит одиночное мышечное сокращение, в котором выделяют несколько фаз:
1. Латентный (скрытый) период – время после действия раздражителя до начала сокращения.
2. Фаза укорочения при изотоническом сокращении или фаза напряжения при изометрическом.
3. Фаза расслабления.
Одиночное мышечное сокращение характеризуется не значительной утомляемостью, но при этом мышца не способна реализовать свои возможности.
Тетаническое мышечное сокращение. Если на мышечное волокно воздействуют два быстро следующих друг за другом импульса, то сокращения накладываются и возникает сильное сокращение.
Наложение двух следующих друг за другом импульсов называется суммацией.
Выделяют два вида суммации:
1. Если второй раздражитель поступает в момент, когда мышца начала расслабляться, то кривая имеет вершину отдельную от вершины первого сокращения. Этот вид суммации называется неполной.
2. Если второй раздражитель поступает в момент, когда сокращение мышцы еще не дошло до вершины т.е. мышца не начала расслабляться, то оба сокращения сливаются в единое целое. Этот вид суммации называется полной.
Длительное и сильное сокращения мышцы, под влиянием ритма импульсов называется тетанусом. У человека тетанус можно получить при частоте 50—70 имп/сек.
Выделяют два вида тетануса:
1. Зубчатый. Возникает при малой частоте подачи импульсов (например до 150 имп/cек).
2. Гладкий. Возникает при высоком ритме подачи импульсов (например 200 имп/cек).
При этом различают оптимальный и пессимальный ритмы работы мышцы.
Так, если частота подачи и сила импульсов вызывает максимальный сократительный эффект, то это оптимальный ритм работы. Оптимальный ритм работы формируется через фазу экзальтации (т.е. супернормальности).
Если частота подачи импульсов и сила раздражителя слишком велики, то это вызывает снижение силы сокращения. Такой ритм называется пессимальным. Этот ритм работы мышцы формируется через фазу абсолютной рефрактерности.
Иногда, в работе мышцы, наблюдается стойкое непрерывное стационарное обратимое сокращение мышцы с сильно замедленным его расслаблением. Такое сокращение мышцы называется контрактура (судорога). От тетануса она отличается отсутствием распространяющегося потенциала действия вдоль мышцы.
Выделяют 3 вида контрактур:
1. Калиевая. Развивается, если в окружающей мышечное волокно жидкости накапливается много ионов калия.
2. Кофеиновая. Под влиянием высокой концентрации кофеина внутрь мышечного волокна поступают ионы кальция и вызывают длительное сокращение мышцы.
3. Посттетаническая. Это остаточное укорочение мышцы после снятия действия раздражителя. Например, если долго нести тяжелую сумку и не разжимать пальцы рук, то после освобождения от сумки пальцы сразу не разгибаются.
Сила и работа мышечного волокна
Величина сокращения (сила мышцы) зависит от морфологических свойств и физиологического состояния мышцы:
1. Длины мышцы. Мышцы развивают большую силу. Сила мышечного сокращения зависит от исходной длины или длины покоя. Чем сильнее мышца растянута в покое, тем сильнее сокращение (закон Франка-Старлинга).
2. Диаметра мышцы или поперечного сечения. Выделяют два диаметра:
а) анатомический диаметр – поперечное сечение мышц.
б) физиологической площади сечения. Чем больше физиологическое сечение, тем большей силой обладает мышца.
Сила мышцы измеряется весом максимального груза поднятого на высоту. Измеряется в килограммах или ньютонах. Методика измерения силы мышцы называется динамометрия.
Выделяют два вида силы мышцы:
1. Абсолютная сила – отношение максимальной силы к физиологическому диаметру.
2. Относительная сила – отношение максимальной силы к анатомическому диаметру.
При сокращении мышца способна выполнять работу. Работа мышцы измеряется произведением поднятого груза на величину укорочения.
Работа мышцы характеризуется мощностью. Мощность мышцы определяется величиной работы в единицу времени и измеряется в ваттах.
Наибольшая работа и мощность достигается при средних нагрузках.
Двигательные единицы
Сокращение мышцы зависит от частоты импульсов, поступающих от мотонейронов. Аксон мотонейронов может ветвиться и иннервировать группу мышечных волокон. Так, один аксон может иннервировать от 10 до 3000 мышечных волокон.
Мотонейрон с группой иннервируемых им мышечных волокон составляет двигательную единицу.
Различают двигательные единицы по строению и функциям.
По строению двигательные единицы делятся на:
1. Малые двигательные единицы, которые имеют малый мотонейрон и тонкий аксон, способный иннервировать 10-12 мышечных волокон. Например, мышцы лица, мышцы пальцев рук.
2. Большие двигательные единицы. они отличаются крупным телом мотонейрона, толстым аксоном, который способен иннервировать более 1000 мышечных волокон. Например, четырехглавая мышца.
По функциональному значению двигательные единицы делятся на:
1. Медленные двигательные единицы. Они включают малые двигательные единицы, являются легко возбудимыми, характеризуются невысокой скоростью распространения возбуждения, в работу включаются первыми, но при этом они практически не утомляемы.
2. Быстрые двигательные единицы. Они состоят из больших двигательных единиц, плохо возбудимы, обладают большой скоростью проведения возбуждения. Обладают высокой силой и скоростью ответа. Например, мышцы боксера.
Эти особенности двигательных единиц обусловлены рядом свойств.
Мышечные волокна, которые входят в двигательные единицы, имеют сходные свойства и различия. Так, медленные мышечные волокна обладают:
1. Богатой капиллярной сетью.
2. Содержат много миофибрилл.
3. Содержит много миоглобина (т.е. способны связывать большое количество кислорода).
4. В них содержится много жиров.
Благодаря этим особенностям эти мышечные волокна обладают высокой выносливостью, способны к небольшим по силе сокращениям, но длительным по времени.
Отличительные особенности быстрых мышечных волокон:
1. Содержат большее, чем медленные волокна, миоглобина.
2. Обладают большей скоростью и силой сокращения.
3. Содержат мало капилляров.
4. Содержат мало миоглобина.
5. Содержат мало жиров.
В связи с этими особенностями быстрые мышечные волокна быстро утомляемы, но обладают большой силой и высокой скоростью ответа.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.