Pri akom type kontrakcie vyvinie sval najväčšiu silu. Účinnosť svalovej kontrakcie

Prezentácia pripravená študentom
214 skupina Voilo Maria

Plán

1. Všeobecné informácie o svaloch
2. Typy svalovej kontrakcie
3. Pohľady svalové kontrakcie

Všeobecné informácie

Svaly alebo svalstvo (z lat
musculus) komplex tkanív, ktoré tvoria
základ tela
Svaly sa tvoria z
svalové tkanivo v spojení s
iné tkanivové štruktúry
Základom svalového tkaniva je
myocyt
Hlavné svalové skupiny
človek

Všeobecné informácie

V závislosti od štrukturálnych vlastností ľudské svaly
rozdelené na 3 typy: pruhovaný skelet
svaly, hladké svaly, pruhované
srdcové svaly

Všeobecné informácie

Hlavné funkcie
svalové tkanivo (svaly v
vo všeobecnosti) sú:
1. Motor
2. Ochranný
3. Výmena tepla
4. Mimické (sociálne)
Prejav motorickej funkcie
svaly

Všeobecné informácie

Vlastnosti svalového tkaniva:
1. Vzrušivosť – schopnosť orgánu alebo tkaniva
živý organizmus, aby sa dostal do stavu
excitácia pôsobením podnetov z
vonkajšieho prostredia alebo zvnútra tela.
2. Vodivosť - schopnosť tkaniva viesť
vzrušenie po celej dĺžke
3. Kontraktilita – reakcia svalové bunky na
vystavenie neurotransmiteru, menej často hormónu,
sa prejavuje zmenšením dĺžky bunky
4. Únava - strata schopnosti normálneho stavu
fungovanie svalov v dôsledku
dlhá alebo intenzívna práca

Typy svalovej kontrakcie

Existuje niekoľko typov
svalová kontrakcia:
1. Izotonická kontrakcia
2. Izometrická kontrakcia
3. Auxotonický
kontrakcia (koncentrická a
excentrická kontrakcia)
4. Izokinetická kontrakcia
Typy svalovej kontrakcie

Izotonická kontrakcia

- toto je ten druh
kontrakciu, ktorá sa skracuje
svalové vlákno pri konštantnom napätí.
Pozorované počas dynamickej prevádzky
V reálnych podmienkach čisto izotonické
zníženie neexistuje, keďže ani zvyšovanie
konštantnou záťažou sa sval nielen skracuje,
ale tiež mení svoje napätie v dôsledku
skutočné zaťaženie
Najbližšie k izotonickej kontrakcii
bude zdvíhanie končatín bez zaťaženia

Izotonická kontrakcia

Izometrická kontrakcia

- toto je ten druh
kontrakcia, pri ktorej dochádza k napätiu vo svale
zvyšuje, ale jeho skrátenie nie
deje. Tento typ redukcie
charakteristické pre statickú svalovú prácu
S izometrickou kontrakciou môžeme
zraziť pri pokuse o zdvihnutie
neznesiteľné zaťaženie
Izometrické sťahovanie trvá v priemere
6-12 sekúnd, po ktorých nasleduje relaxácia

Izometrická kontrakcia

Auxotonická kontrakcia

(gr.
auho rásť + gr. tonos
napätie) - tento druh
redukcia, pri ktorej sa dĺžka
svaly sa menia ako
zvýšiť jeho napätie.
Dochádza jednak k zmene dĺžky a jednak
a zmena napätia
Tento typ skratky
pozorované v aktivite
človek
Auxotonický
gastrocnemius kontrakcia
svaly pri behu

Auxotonická kontrakcia

deleno
sústredné a excentrické
zníženie
Koncentrická kontrakcia - tento druh
kontrakcia, pri ktorej napätie
sval sa zväčšuje, keď je skrátený
(ohýbanie ruky lakťový kĺb)
Excentrická kontrakcia - tento druh
kontrakcie, pri ktorej sa zväčš
svalové napätie sa zvyšuje s
vysúvanie (pomalé spúšťanie bremena)

Auxotonická kontrakcia

Izokinetická kontrakcia

- toto je ten druh
svalová kontrakcia, pri ktorej je kontrakcia
prebieha konštantnou rýchlosťou
vykonávať maximálny rozsah pohybu
Pre izokinetickú prevádzku
svalová kontrakcia vyžaduje cvičebné vybavenie
a športového vybavenia
štruktúry, ktoré umožňujú svaly
zmluvu konštantnou rýchlosťou bez ohľadu na to
na výške odporu alebo záťaže

Izokinetická kontrakcia

Použitie izokinetiky
stroje a zariadenia
skvelé pre
rehabilitácia a
zotavenie
poranený sval
skupiny, od uniformy
rozloženie zaťaženia nie je
len bezpečné pre
ochabnuté svalstvo, ale
výrazne umožňuje
zlepšiť jeho funkčnosť.
izokinetický stroj

Typy svalových kontrakcií

slobodný
zníženie
tetanický
zníženie
zubaté
tetanus
Hladký
tetanus

Pre svalovú kontrakciu je potrebné vyrábať
podráždenie
Podráždenie môže byť:
1. Priame podráždenie sa nazýva priame
pôsobenie dráždidla na orgán, napríklad podráždenie
elektrický šok do svalu vypreparovaného z
organizmu.
2. Nepriame podráždenie vzniká pôsobením
stimul pre receptory - špeciálne orgány,
lokalizované na vonkajší povrch organizmu resp
vo vnútri a vnímanie podráždenia, napr.
oči, uši, orgány čuchu, chuti, kožné receptory, svaly,
kĺby, šľachy, vnútorné orgány.

Typy svalových kontrakcií. Základné pojmy

Dráždivá látka môže byť: primeraná a neadekvátna
1. Primerané podnety sú volané, na akciu
ktoré určitý druh organizmu, orgánu resp
živé tkanivo tomu prispôsobené
reagovať v vivo pre
mnoho tisícročí historického vývoja.
2. Neadekvátne dráždidlá sa nazývajú, nie
zodpovedajúcej štruktúre a funkcii
prijímací orgán

Jediný rez

Jedna svalová kontrakcia (napätie) je
druh kontrakcie (napätia), ku ktorému dochádza
reakcia na jeden podnet (priamy alebo nepriamy)
Pri jednej svalovej kontrakcii sa rozlišujú 3 fázy:
1. fáza latentného obdobia – začína od zač
pôsobením stimulu a pred začiatkom skracovania (do 0,01
sekúnd);
2. fáza kontrakcie (fáza skracovania) - od zač
zníženie na maximálnu hodnotu (do 0,05
sekúnd);
3. relaxačná fáza – od maximálnej kontrakcie do
počiatočná dĺžka (0,05 – 0,06 sekundy)
To znamená, že celý cyklus kontrakcie trvá približne 0,1 sekundy

Jediný rez

Trvanie jednej kontrakcie
rôzne svaly možno veľa
sa líšia a závisia od
funkčný stav svalu.
rýchlosť kontrakcie a najmä
relaxácia sa spomaľuje
rozvoj svalovej únavy.
Komu rýchle svaly majúce
krátkodobo single
kontrakcie, zahŕňajú vonkajšie
svaly očnej gule, očných viečok, stred
ucho atď.
Svaly pre ktoré
charakteristicky osamelé
zníženie

Jediný rez

Svalové vlákno reaguje na stimuláciu
pravidlo všetko alebo nič, teda odpovedá na všetko
nadprahové podráždenia so štandardným potenciálom
akcia a štandardná jednotlivá kontrakcia
V prirodzených podmienkach fungujú svalové vlákna
tento režim len pri relatívne nízkej frekvencii
impulzov motoneurónov, kedy sú intervaly medzi
po sebe idúcich PD motoneurónov prekračovať
trvanie jedinej kontrakcie inervovaných
svalové vlákna. Teda ešte pred príchodom nového impulzu
z motorických neurónov má svalové vlákno čas
úplne relaxovať

Jediný rez

Pomer akčného potenciálu, excitability a
škrty

tetanická kontrakcia

Tetanus, tetanická svalová kontrakcia (staroveká gréčtina τέτανος - necitlivosť, kŕče) - stav
predĺžená kontrakcia, nepretržité svalové napätie,
vznikajúce vstupom do nej cez motorický neurón
nervové impulzy s vysokou frekvenciou. V čom
relaxácia medzi po sebe idúcimi singl
redukcie sa nevyskytujú a dochádza k ich súčtu,
čo vedie k trvalej maximálnej svalovej kontrakcii.
Tento jav je založený na súčte singlov
svalové kontrakcie
Keď sa aplikuje na svalové vlákno, dva rýchlo nasledujú
podráždenia jeden po druhom, kontrakcia, ku ktorej dôjde, bude
majú veľkú amplitúdu

tetanická kontrakcia

Kontraktilné účinky spôsobené prvým a druhým
podráždenie, akoby sa pridalo. A ide sa ďalej
súčet/superpozícia rezané ako vlákna
aktín a myozín navyše kĺžu
voči sebe navzájom
V rovnakej dobe, predtým nebol zapojený do zníženia
stiahnuté svalové vlákna ako prvý podnet
spôsobila u nich podprahovú depolarizáciu a druhá
zvyšuje na kritickú hodnotu
Pri zhrnutí je dôležité, že druhé podráždenie
bola aplikovaná po vymiznutí PD, t.j
refraktérna fáza

tetanická kontrakcia

Napätie vyvinuté svalovým vláknom
tetanus, 2-4 krát viac ako pri jednorazovom
zníženie
Tetanický režim kontrakcie spôsobuje rýchlejšie
únava svalového vlákna, tak nemôže
udržiavať po dlhú dobu
Kvôli skráteniu alebo úplnej absencii fázy
relaxácia svalového vlákna nemá čas
obnovovať energetické zdroje. Zníženie
svalové vlákna s tetanickým typom kontrakcie,
ísť na pôžičku

Vrúbkovaný tetanus

je typ redukcie, pri ktorej
dochádza k neúplnému uvoľneniu pred ďalším
podráždenie
Pozorovať tetanus zubatého svalu v experimente
stimulované impulzmi elektrického prúdu
frekvenciu tak, aby bol aplikovaný každý nasledujúci podnet
po fáze skracovania, ale pred koncom
relaxácia.
To znamená, že každý nasledujúci impulz spadá do obdobia
relaxácia

hladký tetanus

je druh redukcie
v ktorej nie je žiadna relaxačná fáza pri
zníženie
Vyvíja sa hladká tetanická kontrakcia
s častejším podráždením
Ak chcete opraviť hladký tetanus,
vystavenie stimulu je potrebné počas obdobia
skrátenie svalového vlákna

tetanická kontrakcia

Ak porovnáme amplitúdy a úsilie vyvinuté pri
rôzne spôsoby svalovej kontrakcie, potom oni
jednotlivé kontrakcie sú minimálne, zvyšujú sa
s zubatým tetanom a stať sa
maximálne pri hladkej tetanike
zníženie.
Jedným z dôvodov tohto zvýšenia amplitúdy a sily
zníženie je zvýšenie frekvencie
generácie AP na membráne svalových vlákien
sprevádzané zvýšením výnosu a akumulácie v
sarkoplazma svalových vlákien Ca2+ iónov,
viac efektívny
interakcie medzi kontraktilnými proteínmi.

tetanická kontrakcia

S postupným zvyšovaním frekvencie podráždenia sa zvyšuje
sila a amplitúda svalovej kontrakcie ide len do
určitý limit – optimálna odozva.
Frekvencia stimulácie, ktorá spôsobuje najväčšiu odozvu svalu,
nazývaný optimálny.
Ďalšie zvýšenie frekvencie podráždenia je sprevádzané
zníženie amplitúdy a sily kontrakcie. Tento jav
sa nazýva pesimum odozvy a frekvencie
podráždenia prekračujúce optimálnu hodnotu -
pesimálny.
Fenomény optima a pesima objavil N.E. Vvedenského.

Izotonická kontrakcia svalov

svalová kontrakcia pri konštantnom napätí, vyjadrená zmenšením jeho dĺžky a zväčšením jeho prierezu. V tele A. m. nie je pozorovaný vo svojej čistej forme. K čisto I. m. pohyb nezaťaženej končatiny sa približuje; pri postupnom zvyšovaní záťaže, až sa už nedá zdvihnúť, je možné pozorovať všetky prechody z I. m. do izometrickej svalovej kontrakcie (Pozri Izometrická svalová kontrakcia).

Veľká sovietska encyklopédia. - M.: Sovietska encyklopédia. 1969-1978 .

Pozrite sa, čo je "Izotonická kontrakcia svalov" v iných slovníkoch:

Skrátenie alebo napätie svalov ako reakcia na podráždenie spôsobené motorickým výbojom. neuróny. Bol prijatý model M. s, podľa rezu, keď je povrch membrány svalového vlákna excitovaný, akčný potenciál sa najprv šíri systémom ... ... Biologický encyklopedický slovník

SVALOVÁ KONTRAKCIA- hlavnou funkciou svalového tkaniva je skrátenie alebo napätie svalov v reakcii na podráždenie spôsobené výbojom motorických neurónov. Pani. je základom všetkých pohybov ľudského tela. Rozlišujte M. s. izometrický, keď sval vyvíja úsilie ... ... Psychomotor: Slovník

Kontrakcia svalu, vyjadrená zvýšením jeho napätia s konštantnou dĺžkou (napríklad kontrakcia svalu končatiny, ktorého oba konce sú nehybne fixované). V organizme k And. napätie vyvinuté svalom pri pokuse sa blíži ... ... Veľká sovietska encyklopédia

Motorová jednotka (MU) je funkčná jednotka kostrového svalstva. ME zahŕňa skupinu svalových vlákien a motorický neurón, ktorý ich inervuje. Počet svalových vlákien, ktoré tvoria jednu IU, sa v rôznych svaloch líši. Napríklad, kde ... ... Wikipedia

SRDCE- SRDCE. Obsah: I. Porovnávacia anatómia........... 162 II. Anatómia a histológia ........... 167 III. Porovnávacia fyziológia .......... 183 IV. Fyziológia ................... 188 V. Patofyziológia ................. 207 VI. Fyziológia, pat....... Veľká lekárska encyklopédia

Počas toho silové cvičenia v ich rôznych prevádzkových režimoch.

Definícia

Izometrický režim svalovej práce

Prekonanie režimu svalovej práce (režim koncentrickej svalovej práce)

Sval pracuje v režim prekonania Ak si to dĺžka sa znižuje. Ako príklad - ohýbanie ruky v lakťovom kĺbe, držanie činky v ruke. Režim prekonania je svalová práca. Pri práci v tomto režime je sila vyvíjaná svalmi väčšia ako vonkajšia sila (správnejšie je, samozrejme, povedať, že moment sily vyvíjaný svalmi je väčší ako moment vonkajšej sily). Sval akoby „prekonával“ vonkajšie zaťaženie. V anglickojazyčnej literatúre sa tento spôsob svalovej kontrakcie nazýva tzv sústredné.

Režim podradnej svalovej práce (režim excentrickej svalovej práce)

Sval pracuje v poddajný režim, ak jeho dĺžka sa zväčšuje. Ako príklad - predĺženie ruky v lakťovom kĺbe, držanie činky v ruke. poddajný režim je druh dynamického režimu. Pri práci v tomto režime je sila vyvinutá svalom menšia ako moment vonkajšej sily (správnejšie je povedať, že moment svalovej sily je menší ako vonkajší moment sily). Zdá sa, že sval „podlieha“ vonkajšej sile. V anglickej literatúre sa tento režim nazýva excentrický režim svalová práca.

Rôzne spôsoby svalovej práce sú znázornené na obr. 1 a obr.

Je potrebné venovať pozornosť skutočnosti, že svaly antagonistu pri vykonávaní pohybu pracujú v rôznych režimoch. Napríklad, keď je rameno ohnuté, flexorové svaly sa skracujú (režim prekonania) a svaly extenzorov (ich antagonisti) sa predlžujú (režim poddajnosti).

Zmeny, ktoré nastanú vo svaloch ihneď alebo bezprostredne po tréningu (okamžitý tréningový efekt)

Početné štúdie dokázali, že cvičenie v excentrickom (poddajnom režime, kedy sa sval predĺži) spôsobí b o väčšie štrukturálne poškodenie svalových vlákien ako iné spôsoby svalovej kontrakcie. Tieto lézie primárne postihujú Z-disky sarkomérov, ako aj cytoskeletálne proteíny.

Z biochemického hľadiska sú pre telo výrazne prospešnejšie excentrické cvičenia (cvičenia vykonávané v excentrickom režime). o Viac stresu ako cvičenie vykonávané v iných režimoch: hladina kreatínkinázy v krvi (enzým obsiahnutý vo svalových vláknach a uvoľnený do krvi pri ich zničení) pri práci v excentrickom režime výrazne prevyšuje zodpovedajúcu hodnotu pri práci v koncentrickom ( prekonávanie) a izometrické režimy.

Ak meriate svalovú silu po cvičení v excentrickom režime, ukáže sa, že klesá podstatne viac ako pri cvičení v koncentrickom režime. Čo to hovorí? To naznačuje, že v excentrickom režime je poškodených viac svalových vlákien.

Zmeny, ktoré sa vyskytujú vo svaloch po dlhšom cvičení (kumulatívny tréningový efekt)

Ukázalo sa, že dlhodobé prispôsobovanie sa kostrového svalstva cvikom vykonávaným v excentrickom režime sa prejavuje viacerými spôsobmi. o väčšia hypertrofia kostrového svalstva v porovnaní s inými režimami. Silový tréning v excentrickom režime vedie k zvýšeniu sily a tuhosti kostrového svalstva.

Pri vykonávaní silových cvičení v izometrickom režime sa zvyšuje stupeň prekrytia svalových a šľachových vlákien, šľacha sa trochu zahusťuje a zväčšuje sa oblasť pripojenia šľachy ku kosti. Preto sa na konci tréningu (asi 15 minút) odporúča cvičiť v izometrickom režime. Predpokladá sa, že to znižuje počet zranení ľudského muskuloskeletálneho systému.

Ak sa sval stiahne v dynamickom režime (koncentrické alebo excentrické režimy), po chvíli sa dĺžka svalových vlákien v ňom zväčší a dĺžka šľachy sa zníži. Počítačové modelovanie (U. Proske, D.L. Morgan, 2001) potvrdilo účelnosť predĺženia svalovej partie a skrátenia šľachy. Autori preukázali, že dlhodobá adaptácia na vykonávanie excentrických cvičení sa prejavuje zvýšením počtu sarkomérov v myofibrilách svalových vlákien a znížením šľachovej časti. To vedie k zmene optimálnej dĺžky svalu s rozvojom aktívneho napätia.

Pri vykonávaní silových cvičení v dynamickom režime (koncentrickom alebo excentrickom) sa zvyšuje počet nervových vlákien, ktoré inervujú kostrový sval (4-5 krát viac ako v izometrickom režime).

Literatúra

1. Samsonova A.V., Barniková I.E., Azanchevskii V.V. Vplyv silového tréningu vykonávaného v rôznych režimoch kontrakcie na hypertrofiu ľudského kostrového svalstva // Zborník katedry. biomechanika. So. články / Ed. A. V. Samsonová. V.N.Tomilova.- Petrohrad, 2010.- S. 115-131.

Charkovská štátna akadémia Telesná kultúra

Katedra hygieny a fyziológie človeka

abstraktné

disciplína: "Fyziológia človeka"

Na tému: „Formy a typy svalových kontrakcií. Regulácia napätia, svalovej sily a únavy.

Vyplnil: študent skupiny 43 korešpondenčného oddelenia

Prosin I.V.

Charkov - 2015

1. Úvod

2) Formy a typy svalových kontrakcií.

3) Sila a svalová práca.

4) Svalová únava

5. Záver

6) Zoznam použitej literatúry

Úvod

V ľudskom tele sa podľa štruktúry a fyziologických vlastností rozlišujú 3 typy svalového tkaniva:

1. Kostrové.

2. Hladký.

3. Srdcový.

Všetky typy svalov majú určité vlastnosti:

1. Vzrušivosť.

2. Vodivosť.

3. Kontraktilita – zmena dĺžky alebo napätia

4. Schopnosť relaxovať.

V prirodzených podmienkach je svalová aktivita reflexnej povahy. Registrovať elektrická aktivita svaly je možné vykonať pomocou elektromyografu. Elektromyografia sa používa v športovej medicíne.

Zníženie kostrové svaly sa vyskytuje v reakcii na nervové impulzy prichádzajúce zo špeciálnych nervové bunky- motoneuróny. Počas kontrakcie svalové vlákna Napätie. Napätie vyvinuté počas kontrakcie je realizované svalmi rôznymi spôsobmi, čo určuje rôzne formy a typy svalovej kontrakcie.

Formy a typy svalových kontrakcií.

Sval je schopný kontrahovať ako v pokoji, tak aj v skrátenom či natiahnutom stave. V kľudovej dĺžke môže sval vyvinúť veľmi vysoké napätie.

Po prvé, pretože optimálny stupeň kontaktu medzi aktínovými a myozínovými vláknami umožňuje vytvorenie maximálneho počtu premosťovacích spojení a tým aktívne a silne rozvíja napätie kontraktilnej zložky.

Po druhé, pretože elastická zložka svalu je už vopred napnutá ako pružina, už sa vytvorilo dodatočné napätie. Aktívne vyvinuté napätie kontraktilnej zložky sa sčítava s elastickým napätím nahromadeným v elastickej zložke a realizuje sa v jednom vysokom, výslednom svalovom napätí.

Následné predbežné natiahnutie svalu, ktoré vysoko presahuje stav v pokoji, vedie k nedostatočnému kontaktu medzi aktínovými a myozínovými filamentmi. Zároveň sa výrazne zhoršujú podmienky pre rozvoj výrazného a aktívneho napätia sarkomérov.

Pri veľkom predpätí zapojených svalov, ako je napríklad široký švih pri hode oštepom, však športovci dosahujú lepšie výsledky ako bez švihu. Tento jav je vysvetlený skutočnosťou, že zvýšenie predpätia elastickej zložky prevyšuje pokles aktívneho vývoja napätia kontraktilnej zložky. Existujú rôzne formy a typy svalovej kontrakcie.

Pri dynamickej forme sval mení svoju dĺžku; statické - napätie (ale nemení dĺžku); auxotonický - dĺžka a napätie.

Existujú tri typy kontrakcií: izometrické, izokinetické a zmiešané.

Prostredníctvom cielene silový tréning(metóda viacnásobného submaximálneho zaťaženia) zvyšuje prierez a počet kontraktilných elementov (myofibríl) a ďalších väzivových elementov svalového vlákna (mitochondrie, fosfátové a glykogénové depoty atď.).

Je pravda, že tento proces vedie k priamemu zvýšeniu kontrakčnej sily svalových vlákien a nie k okamžitému zvýšeniu ich prierezu. Až potom, čo tento vývoj dosiahne určitú úroveň, pokračujúci silový tréning môže zväčšiť hrúbku svalových vlákien a tým zväčšiť prierez svalu (hypertrofiu).

K zväčšeniu prierezu svalu teda dochádza v dôsledku zhrubnutia vlákien (zvýšenie sarkomérov v priereze svalu), a nie v dôsledku zvýšenia počtu svalových vlákien, ako sa často mylne predpokladá.

Počet vlákien v každom jednotlivom svale je daný geneticky a vedecké štúdie ukazujú, že tento počet sa nedá zmeniť silovým tréningom. Zaujímavé je, že ľudia sa výrazne líšia v počte svalových vlákien vo svale.

Športovec, ktorého biceps obsahuje veľké množstvo vlákien, dokáže lepšie zväčšiť prierez tohto svalu tréningom na zahustenie vlákien ako športovec, ktorého biceps pozostáva z relatívne Vysoké číslo vlákna. U najzdatnejších predstaviteľov športov vyžadujúcich maximálnu a rýchlostnú silu sa pri systematickom a vytrvalom tréningu zvyšuje podiel svalov na celkovej telesnej hmotnosti na 60 % a viac.

Sila kostrového svalu, ako už bolo uvedené, závisí najmä od jeho prierezu, teda od počtu a hrúbky myofibríl usporiadaných paralelne vo vláknach a z toho vyplývajúceho počtu možných mostíkových spojení medzi myozínovými a aktínovými vláknami.

Ak teda športovec zväčší priemer svalových vlákien, potom zvýši svoju silu. Avšak sila a svalová hmota nezvyšujú v rovnakej miere. Ak sa svalová hmota zdvojnásobí, potom sa sila zvýši asi trikrát. U žien je sila 60-100 N / cm2 (6-10 kg / cm2 a pre mužov - 70-120 N / cm2. Veľký rozptyl týchto ukazovateľov (výkon sily na 1 cm2 plochy prierezu) je vysvetlené rôznymi faktormi, závislými aj nezávislými od cvičenia, ako je intramuskulárna a intermuskulárna koordinácia, zásoby energie a štruktúra vlákien.

Keď sú svaly vzrušené, tenké vlákna aktínu sú zatlačené z oboch strán medzi hrubé vlákna myozínu. Dochádza ku kontrakcii svalu, zníženiu jeho dĺžky. Pretože každá myofibrila sa skladá z viac(n) sekvenčne lokalizované sarkoméry, potom je veľkosť a rýchlosť zmeny dĺžky svalu n-krát väčšia ako pri jedinej sarkomére.

Trakčná sila vyvinutá myofibrilou pozostávajúcou z n postupne umiestnených sarkomér sa rovná ťažnej sile jednej sarkoméry. Tých istých n sarkomér zapojených paralelne (čo zodpovedá veľkému počtu myofibríl) poskytuje n-násobné zvýšenie trakcie, ale rýchlosť zmeny dĺžky svalu je rovnaká ako rýchlosť kontrakcie jednej sarkoméry.

Preto zväčšenie fyziologického priemeru svalu vedie k zvýšeniu jeho sily, ale nemení rýchlosť jeho skracovania a naopak, zväčšenie dĺžky svalu vedie k zvýšeniu rýchlosti kontrakcie, ale neovplyvní jeho silu. Hovoríme: krátke svaly- silné, dlhé svaly - rýchle.

Sila a svalová práca.

Svalová sila je určená maximálnym napätím, ktoré môže vyvinúť v podmienkach izometrickej kontrakcie alebo pri zdvíhaní maximálnej záťaže. Na meranie svalovej sily určte maximálnu záťaž, ktorú je schopný zdvihnúť.

Svalová sila, ceteris paribus, nezávisí od dĺžky, ale od jej prierezu. Aby bolo možné porovnať silu rôznych svalov, maximálne zaťaženie, ktoré je sval schopný zdvihnúť, sa vydelí počtom štvorcových centimetrov jeho prierezu. Absolútna svalová sila je vyjadrená v kg na 1 cm2.

Zdvíhaním bremena vykonáva sval mechanickú prácu, ktorá sa meria súčinom hmotnosti bremena a výšky jeho zdvihu a vyjadruje sa v kilogramoch. Sval vykonáva najviac práce pri miernom zaťažení.

Dočasný pokles svalovej výkonnosti, ktorý sa prejaví v dôsledku práce a po odpočinku zmizne, sa nazýva únava. Ten je zložitým fyziologickým procesom spojeným predovšetkým s únavou nervových centier. Určitú úlohu pri vzniku únavy zohráva hromadenie produktov látkovej výmeny (kyselina mliečna a pod.) v pracujúcom svale a postupné vyčerpávanie energetických zásob.

V pokoji, mimo práce, svaly nie sú úplne uvoľnené, ale zachovávajú si určité napätie, nazývané tonus. Vonkajším prejavom tonusu je určitý stupeň svalovej elasticity. Svalový tonus je spôsobený nepretržite prichádzajúcimi nervovými impulzmi z motorických neurónov. miecha. Tonus kostrového svalstva zohráva dôležitú úlohu pri udržiavaní určitej polohy tela v priestore, udržiavaní rovnováhy a elasticity svalov.

Svalová kontrakcia je životne dôležitá funkcia tela spojená s obrannými, dýchacími, nutričnými, sexuálnymi, vylučovacími a inými fyziologickými procesmi. Všetky druhy dobrovoľných pohybov - chôdza, mimika, pohyby očných buľv, prehĺtanie, dýchanie atď. sú vykonávané kostrovými svalmi. Mimovoľné pohyby (okrem kontrakcie srdca) - peristaltika žalúdka a čriev, zmeny tonusu ciev, udržiavanie tonusu močového mechúra sú spôsobené kontrakciou hladkého svalstva. Prácu srdca zabezpečuje kontrakcia srdcových svalov.

Štrukturálna organizácia kostrového svalstva

Svalové vlákno a myofibrila (obr. 1). Kostrový sval pozostáva z mnohých svalových vlákien, ktoré majú body pripojenia ku kostiam a sú navzájom rovnobežné. Každé svalové vlákno (myocyt) obsahuje mnoho podjednotiek – myofibríl, ktoré sú postavené z pozdĺžne sa opakujúcich blokov (sarkomér). Sarkoméra je funkčná jednotka kontraktilného aparátu kostrového svalu. Myofibrily vo svalovom vlákne ležia tak, že umiestnenie sarkomérov v nich sa zhoduje. To vytvára vzor priečneho pruhovania.

Sarkoméra a vlákna. Sarkoméry v myofibrile sú od seba oddelené Z-doštičkami, ktoré obsahujú proteín beta-aktinín. V oboch smeroch tenké aktínové vlákna. Medzi nimi sú hrubšie myozínové vlákna.

Aktínové vlákno vyzerá ako dva vlákna guľôčok skrútených do dvojitej špirály, kde každá guľôčka je molekula proteínu. aktín. Vo výklenkoch aktínových helixov ležia molekuly proteínov v rovnakej vzdialenosti od seba. troponín naviazané na vláknité proteínové molekuly tropomyozín.

Myozínové vlákna sú tvorené opakujúcimi sa proteínovými molekulami. myozín. Každá molekula myozínu má hlavu a chvost. Myozínová hlavica sa môže viazať na molekulu aktínu, pričom vzniká tzv krížový most.

Bunková membrána svalového vlákna tvorí invaginácie ( priečne tubuly), ktoré vykonávajú funkciu vedenia vzruchu k membráne sarkoplazmatického retikula. Sarkoplazmatické retikulum (pozdĺžne tubuly) je vnútrobunková sieť uzavretých tubulov a plní funkciu ukladania iónov Ca ++.

motorová jednotka. Funkčnou jednotkou kostrového svalstva je motorová jednotka(DE). DE - súbor svalových vlákien, ktoré sú inervované procesmi jedného motorického neurónu. K excitácii a kontrakcii vlákien, ktoré tvoria jednu MU, dochádza súčasne (keď je excitovaný príslušný motorický neurón). Jednotlivé MU sa môžu spúšťať a kontrahovať nezávisle od seba.

Molekulárne mechanizmy kontrakciekostrového svalstva

Podľa teória sklzu závitu, svalová kontrakcia nastáva v dôsledku kĺzavého pohybu aktínových a myozínových filamentov voči sebe navzájom. Mechanizmus posuvu nite zahŕňa niekoľko po sebe nasledujúcich udalostí.

Myozínové hlavy sa pripájajú k väzbovým miestam aktínových filamentov (obr. 2, A).

Interakcia myozínu s aktínom vedie ku konformačným preskupeniam molekuly myozínu. Hlavy získavajú aktivitu ATPázy a otáčajú sa o 120°. V dôsledku rotácie hláv sa aktínové a myozínové filamenty navzájom pohybujú „o jeden krok“ (obr. 2b).

K disociácii aktínu a myozínu a obnove konformácie hlavy dochádza v dôsledku pripojenia molekuly ATP na hlavu myozínu a jej hydrolýzy v prítomnosti Ca++ (obr. 2, C).

Cyklus „väzba – zmena konformácie – odpojenie – obnovenie konformácie“ sa vyskytuje mnohokrát, v dôsledku čoho sa aktínové a myozínové filamenty voči sebe premiestňujú, Z-disky sarkomérov sa k sebe približujú a myofibrila sa skracuje (obr. 2, D).

Konjugácia excitácie a kontrakciev kostrovom svalstve

V pokoji nedochádza k kĺzaniu filamentov v myofibrile, pretože väzbové centrá na povrchu aktínu sú uzavreté molekulami proteínu tropomyozínu (obr. 3, A, B). Excitácia (depolarizácia) myofibríl a správna svalová kontrakcia sú spojené s procesom elektromechanickej väzby, ktorá zahŕňa množstvo po sebe nasledujúcich dejov.

V dôsledku odpálenia neuromuskulárnej synapsie na postsynaptickej membráne dochádza k EPSP, ktorý generuje vývoj akčného potenciálu v oblasti obklopujúcej postsynaptickú membránu.

Vzruch (akčný potenciál) sa šíri pozdĺž membrány myofibril a vďaka systému priečnych tubulov sa dostáva do sarkoplazmatického retikula. Depolarizácia membrány sarkoplazmatického retikula vedie k otvoreniu Ca++ kanálov v nej, cez ktoré vstupujú Ca++ ióny do sarkoplazmy (obr. 3, C).

Ca++ ióny sa viažu na troponínový proteín. Troponín mení svoju konformáciu a vytesňuje molekuly proteínu tropomyozínu, ktorý uzatvára aktín viažuce centrá (obr. 3d).

Myozínové hlavy sa pripájajú k otvoreným väzbovým centrám a začína sa proces kontrakcie (obr. 3, E).

Na vývoj týchto procesov je potrebný určitý čas (10–20 ms). Čas od okamihu excitácie svalového vlákna (svalu) do začiatku jeho kontrakcie je tzv latentné obdobie kontrakcie.

Uvoľnenie kostrového svalstva

Svalová relaxácia je spôsobená spätným prenosom iónov Ca++ cez kalciovú pumpu do kanálikov sarkoplazmatického retikula. Keďže Ca++ sa odstraňuje z cytoplazmy otvorené centrá väzieb je stále menej a nakoniec sú aktínové a myozínové vlákna úplne odpojené; dochádza k svalovej relaxácii.

Kontraktúra nazývaná pretrvávajúca predĺžená kontrakcia svalu, ktorá pretrváva aj po ukončení stimulu. Krátkodobá kontraktúra sa môže vyvinúť po tetanickej kontrakcii v dôsledku akumulácie veľkého množstva Ca++ v sarkoplazme; dlhodobá (niekedy nezvratná) kontraktúra môže nastať v dôsledku otravy, metabolických porúch.

Fázy a spôsoby kontrakcie kostrového svalstva

Fázy svalovej kontrakcie

Pri stimulácii kostrového svalu jediným impulzom elektrického prúdu nadprahovej sily dôjde k jednej svalovej kontrakcii, pri ktorej sa rozlišujú 3 fázy (obr. 4, A):

latentná (skrytá) perióda kontrakcie (asi 10 ms), počas ktorej sa vyvíja akčný potenciál a prebiehajú procesy elektromechanickej väzby; svalová excitabilita počas jednej kontrakcie sa mení v súlade s fázami akčného potenciálu;

skracovacia fáza (asi 50 ms);

relaxačná fáza (asi 50 ms).

Ryža. 4. Charakteristika kontrakcie jedného svalu. Pôvod zubatého a hladkého tetanu.

B- fázy a obdobia svalovej kontrakcie,
B- spôsoby svalovej kontrakcie, ktoré sa vyskytujú pri rôznych frekvenciách svalovej stimulácie.

Zmena dĺžky svalov zobrazené modrou farbou akčný potenciál vo svaloch- červená, svalová excitabilita- Fialová.

Spôsoby svalovej kontrakcie

V prirodzených podmienkach nie je v tele pozorovaná jediná svalová kontrakcia, pretože séria akčných potenciálov prechádza pozdĺž motorických nervov, ktoré inervujú sval. V závislosti od frekvencie nervových impulzov prichádzajúcich do svalu sa sval môže sťahovať jedným z troch režimov (obr. 4b).

Jednotlivé svalové kontrakcie sa vyskytujú pri nízkej frekvencii elektrických impulzov. Ak ďalší impulz príde do svalu po ukončení relaxačnej fázy, dôjde k sérii po sebe nasledujúcich jednotlivých kontrakcií.

Pri vyššej frekvencii impulzov sa ďalší impulz môže zhodovať s relaxačnou fázou predchádzajúceho kontrakčného cyklu. Amplitúda kontrakcií sa spočíta, bude zubatý tetanus- predĺžená kontrakcia, prerušovaná obdobiami neúplnej relaxácie svalu.

S ďalším zvýšením frekvencie impulzov bude každý nasledujúci impulz pôsobiť na sval počas fázy skracovania, čo má za následok hladký tetanus- predĺžená kontrakcia neprerušovaná obdobiami relaxácie.

Frekvencia Optimum a Pesimum

Amplitúda tetanickej kontrakcie závisí od frekvencie impulzov dráždiacich sval. Optimálna frekvencia nazývaná taká frekvencia dráždivých impulzov, pri ktorej sa každý nasledujúci impulz zhoduje s fázou hyperexcitabilita(obr. 4, A) a teda spôsobuje tetanus s najväčšou amplitúdou. Pesimálna frekvencia nazývaná vyššia frekvencia stimulácie, pri ktorej každý nasledujúci prúdový impulz vstupuje do fázy refraktérnosti (obr. 4, A), v dôsledku čoho amplitúda tetanu výrazne klesá.

Práca kostrového svalstva

Sila kontrakcie kostrového svalstva je určená 2 faktormi:

počet MU podieľajúcich sa na redukcii;

frekvencia kontrakcie svalových vlákien.

Práca kostrového svalu sa vykonáva koordinovanou zmenou tonusu (napätia) a dĺžky svalu počas kontrakcie.

Druhy práce kostrového svalstva:

dynamické prekonávanie práce nastáva, keď sa sval sťahuje, pohybuje telom alebo jeho časťami v priestore;

statická (pridržiavacia) práca vykonáva sa, ak v dôsledku svalovej kontrakcie sú časti tela udržiavané v určitej polohe;

dynamický podradný výkon nastáva, keď sval funguje, ale je naťahovaný, pretože námaha, ktorú vynakladá, nestačí na pohyb alebo držanie častí tela.

Počas výkonu práce sa sval môže stiahnuť:

izotonický- sval sa pri konštantnom napätí skracuje (vonkajšia záťaž); izotonická kontrakcia sa reprodukuje iba v experimente;

izometrický- svalové napätie sa zvyšuje, ale jeho dĺžka sa nemení; sval sa pri statickej práci sťahuje izometricky;

auxotonicky- svalové napätie sa mení, keď sa skracuje; auxotonická kontrakcia sa vykonáva pri dynamickej prekonávacej práci.

Pravidlo priemerného zaťaženia- sval môže vykonávať maximálnu prácu pri miernom zaťažení.

Únava- fyziologický stav svalu, ktorý sa vyvíja po výkone dlhá práca a prejavuje sa znížením amplitúdy kontrakcií, predĺžením latentnej periódy kontrakcie a relaxačnou fázou. Príčiny únavy sú: vyčerpanie ATP, hromadenie produktov metabolizmu vo svale. Svalová únava pri rytmickej práci je menšia ako únava synapsií. Preto, keď telo vykonáva svalovú prácu, únava sa spočiatku vyvíja na úrovni synapsií CNS a nervovosvalových synapsií.

Štrukturálna organizácia a redukciahladké svaly

Štrukturálna organizácia. Hladký sval sa skladá z jednotlivých vretenovitých buniek ( myocyty), ktoré sa vo svale nachádzajú viac-menej náhodne. Kontraktilné vlákna sú usporiadané nepravidelne, v dôsledku čoho nedochádza k priečnemu pruhovaniu svalu.

Mechanizmus kontrakcie je podobný ako v kostrovom svale, ale rýchlosť kĺzania filamentov a rýchlosť hydrolýzy ATP sú 100–1000-krát nižšie ako v kostrovom svale.

Mechanizmus konjugácie excitácie a kontrakcie. Pri excitácii bunky sa Ca++ dostáva do cytoplazmy myocytu nielen zo sarkoplazmatického retikula, ale aj z medzibunkového priestoru. Ca++ ióny za účasti kalmodulínového proteínu aktivujú enzým (myozínkinázu), ktorý prenáša fosfátovú skupinu z ATP na myozín. Fosforylované myozínové hlavy získavajú schopnosť naviazať sa na aktínové vlákna.

Kontrakcia a relaxácia hladkých svalov. Rýchlosť odstraňovania iónov Ca++ zo sarkoplazmy je oveľa nižšia ako v kostrovom svale, v dôsledku čoho dochádza k relaxácii veľmi pomaly. Hladké svaly robia dlhé tonické kontrakcie a pomalé rytmické pohyby. Vďaka nízkej intenzite hydrolýzy ATP sú hladké svaly optimálne prispôsobené na dlhodobú kontrakciu, ktorá nevedie k únave a vysokej spotrebe energie.

Fyziologické vlastnosti svalov

Spoločné fyziologické vlastnosti kostrového a hladkého svalstva sú vzrušivosť a kontraktilita. Porovnávacie charakteristiky kostrové a hladké svaly sú uvedené v tabuľke. 6.1. Fyziologické vlastnosti a charakteristiky srdcového svalu sú diskutované v časti " Fyziologické mechanizmy homeostáza."

Tabuľka 7.1.Porovnávacie charakteristiky kostrového a hladkého svalstva

Nehnuteľnosť	Kostrové svaly	Hladké svaly
Miera depolarizácie		pomaly
Refraktérna fáza	krátky	dlhý
Povaha redukcie	rýchly fázový	pomalé tonikum
Náklady na energiu
Plastové
automatizácia
Vodivosť
inervácia	motoneuróny somatického NS	postgangliové neuróny autonómneho NS
Vykonané pohyby	svojvoľný	nedobrovoľné
Citlivosť na chemikálie
Schopnosť deliť sa a rozlišovať

Plastové hladké svaly sa prejavuje v tom, že dokážu udržiavať konštantný tonus ako v skrátenom, tak aj v natiahnutom stave.

Vodivosť tkaniva hladkého svalstva sa prejavuje tým, že excitácia sa šíri z jedného myocytu do druhého prostredníctvom špecializovaných elektricky vodivých kontaktov (nexusov).

Nehnuteľnosť automatizácie hladkého svalstva sa prejavuje tým, že sa môže sťahovať bez účasti nervový systém v dôsledku skutočnosti, že niektoré myocyty sú schopné spontánne vytvárať rytmicky sa opakujúce akčné potenciály.