Мышцы. Гладкая мускулатура. Сердечная мышца

Мышцы

   Мышечная система человека включает 3 группы мышц:

1)  скелетные или поперечно исчерченные мышцы

2)  гладкие мышцы стенок сосудов и внутренних органов

3)  сердечная мышца

К локомоторному аппарату относят скелетные мышцы, которые преобразуют химическую Е в механическую и тепловую. Сокращение мышц возникает в ответ на импульс, который приходит по двигательным нейронам или мотонейронам. Т.о. формируется единый нервно мышечный аппарат. В результате сокращения скелетных мышц  осуществляется поддержание позы, перемещение тела, либо частей тела.

   Основной функциональной единицей нервно – мышечного соединения  является двигательная единица (ДЕ). Это мотонейрон и все мышечные волокна, которые он иннервирует. Аксон мотонейрона выходит из спинного мозга, в составе периферических нервов доходит до мышцы, и в ней ветвится. ДЕ всегда функционирует как единое морфофункциональное образование.

   Клетки скелетной мускулатуры длинные, многоядерные, для них характерны: возбудимость, сократимость и проведение нервного импульса. Характерной чертой этих клеток является наличие сакроплазматического ритикулема. Он представлен системой трубочек и цистерн, которые располагаются в каждой клетке,

причем как правило формируется система поперечных трубочек (Т-система). Трубочки Т-системы возникают как впячивания мембраны клетки. В трубочках ретикулема запасается Са, и при недостатке Са в цитоплазме он выводится из трубочек.

   Структурно – функциональной единицей каждой мышечной клетки является саркомер, представленный меозиновыми бивалентами, которые формируют толстые пучки, и актиновыми микрофибриллами.

   Регулярное чередование саркомеров придает мышце поперечную исчерченность.

   Медиатором в нервно – мышечном синапсе является ацетилхолин.

   Режим сокращений мышечных волокон определяется частотой импульсации в мотонейронах.

   Механический ответ мышечного волокна или отдельной мышцы на однократное раздражение называется одиночным сокращением. В нем выделяют 2 фазы:

1)  фаза развития укорочения или напряжения

2)  фаза расслабления или удлинения (в 2 раза больше, чем фаза напряжения)

  Входе периода расслабления в мышечной клетке восстанавливается количество

     энергетического субстрата, количество АТФ, метаболиты и МК покидают мышцу. Т.о.

     фаза необходима для того, чтобы мышца работала без утомления. В режиме

     одиночного сокращения мышца может работать достаточно долго, однако

     интенсивность такой работы невелика.

       При относительно высокой частоте импульсации каждый последующий импульс  

     приходит к мышце до начала периода расслабления. В этом случае механический

     эффект импульсов суммируется, пока мышца не доходит до пороговой величины

     укорочения. Такой режим сокращений называется гладким титанусом.

       В естественных условиях сила сокращения ДЕ несколько колеблется, и такая

     ситуация называется зубчатым титанусом. В режиме титануса мышцы работают

     достаточно короткое время, т.к. отсутствует период расслабления и в мышце

     развивается утомление.

       По величине укорочения мышцы различают 3 типа мышечных сокращений:

1)  Изотоническое. В этом случае волокна укорачиваются при постоянной внешней нагрузке. В реальных условиях такое сокращение практически всегда отсутствует.

2)  Изометрическое. В этом случае в мышце развивается напряжение без изменения длины мышцы. Характерно для поддержания позы, т.е. для статической работы.

3)  Онизотоническая. В этом случае в мышце развивается напряжение и он укорачивается. Лежит в основе динамической работы, т.е. бег, ходьба.

Все ДЕ по своим свойствам и параметрам делятся на 3 основных типа:

1)  медленные и неутомляемые

2)  быстрые устойчивые к утомлению

3)  быстрые легко утомляемые

У человека представлены все группы ДЕ, но их соотношение зависит от генотипа.

      ЦНС регулирует величину напряжения в мышцах;          используют как правило 3

    механизма:

1)  регуляция числа активных ДЕ

2)  регуляция частоты импульсов в мотонейронах

3)  синхронизация работы различных ДЕ

    Работа скелетной мускулатуры тесно связана с величиной кровоснабжения. Суммарный

  поток крови через мышечную ткань составляет 15 – 20% от всего минутного объема

  крови.

    Величина кровоснабжения зависит от:

             1) степени расширения сосудов

2) величины механического противостояния кровотока

3) от размеров работающих мышечных групп

4) от величины среднего артериального давления

                Нормальное кровоснабжение крайне важно, т.к. оно активизирует энергообмен.

    Единственным прямым источником Е для мышечного сокращения является АТФ. АТФ образуется за счет деятельности 3–х систем в мышечной клетке:

   1) креатин - фосфатная система: включает в себя креатин – фосфат, в котором формируется макроэргическая связь. Эта система работает на первых этапах мышечного сокращения. Она характеризуется очень большой мощностью, но емкость ее не велика, поэтому следом за ней активируется гликолитическая система.

   2) скорость образования АТФ при гликолизе в 2 раза превышает скорость образования АТФ в креатин – фосфатной системе. Однако активизация гликолитического пути может привести к лактоацидозу. По мере увеличения деятельности мышечного сокращения, ресинтез АТФ осуществляется в основном за счет окислительного фосфорилирования. При работе очень большой мощности в качестве источника Е используется глюкоза. При работе малой интенсивности начинается расщепление жира.

   К поперечной скелетной мускулатуре относятся следующие группы мышц:

1) жевательная и мимическая мускулатура лица

2) мышцы шеи

3) широчайшая мышца спины

4) межреберная мускулатура

5) сегментарная мускулатура брюшного пресса, мышцы конечностей: бицепсы, трицепсы, ягодичные мышцы, бедренные мышцы.

   Мышцы конечностей как правило работают как антогонисты, т.е. сгибатели и разгибатели, привода в движение кости конечностей.

Гладкая мускулатура

   Располагается в стенках внутренних органов и кровеносных сосудов. Регуляция осуществляется двигательными волокнами вегетативной нервной системы. Кроме того возможна регуляция за счет гуморальных факторов.

   Сократительный аппарат состоит из миозиновых бивалентов и актиновых фибрилл. Однако они располагаются не регулярно, т.е. мышцы не имеют поперечной исчерченности.

   Клетки характеризуются веретенообразной формой, одноядерны, и отделены друг от друга узкими щелями. Между клетками находится большое количество электрических синапсов, что в определенной степени синхронизирует их работу. При работе гладких мышц скорость сокращения и скорость расщепления АТФ примерно в 1000 раз меньше, чем в скелетных мышцах. Поэтому гладкие мышцы хорошо приспособлены к длительному тоническому сокращению. При этом затраты Е в такой мышце невелики.

   Гладкие мышцы с точки зрения характера сокращения подразделяются на мышцы, обладающие и необладающие спонтанной активностью.

   Мышцы со спонтанной активностью способны сокращаться при отсутствии прямых возбуждений со стороны нервной системы и при отсутствии гуморальных воздействий. В этом случае волна возбуждения часто связана с растяжением клеток, при котором возникает потенциал действия (ПД).

   Спонтанная активность характерна для клеток кишечника, клеток желудка. При этом стенки этих органов способны к перистатическим сокращениям.

   Мышцы, не обладающие спонтанной активностью, получают импульсы по вегетативной системе. К ним относятся мышцы артерий, семенных протоков и радужки.

Сердечная мышца

   Представлена совокупностью кардиомиоцитов, которые формирую миокард. Клетки достаточно короткие, но с ярко выраженной поперечной исчерченностью и с большим количеством электрических синапсов. (см. автоматизм работы сердца)