Физиология мышц презентация

веществ, раздражимость, возбудимость, возбуждение, торможение.

проводимость; сократимость; эластичность; пластичность.

Обеспечение позы тела человека, перемещение тела и его частей в пространстве, движение крови по сосудам, дыхание, образование тепла и др.

миоглобина, много митохондрий, устойчивы к утомлению, быстро восстанавливаются, "красные мышцы"); участвуют в поддержании позы тела человека;

быстрые фазические
волокна окислительного типа (много митоходрий, устойчивы к утомлению, участвуют в выполнении быстрых энергичных движений, АТФ образуется путем окислительного фосфорилирования);

сильные сокращения, но сравнительно, быстро утомляются, миоглобин в них отсутствует - "белые мышцы"; АТФ образуется за счет гликолиза;

Классификация мышечных волокон

тонические волокна
сокращение и расслабление медленное, эффективно работают в изометрическом режиме, не подчиняются закону "все или ничего"...;

мышечных сокращений

одиночное;

Тетанус
(гладкий, зубчатый;).

волокон. Мотонейронный пул – группа мотонейронов, иннервирующих определенную мышцу

Виды двигательных единиц

Медленные мало утомляемые (тонические) ДЕ
(красные волокна)

Быстрые (фазные) легко утомляемые ДЕ
(белые волокна)

Быстрые устойчивые к утомлению

В мышце имеются, как правило, все виды ДЕ, но в разных соотношениях.

и высоко возбудимыми альфа-мотонейронами с низкой скоростью проведения возбуждения по аксону и частотой импульсации 6—10 Гц;
- количество мышечных волокон в ДЕ сравнительно небольшое, они имеют меньшее количество миофибрилл и развивают меньшую силу сокращения;
- волокна имеют низкую активность миозиновой АТФазы и низкую скорость сокращения;
- имеют хорошее кровоснабжение, много митохондрий, миоглобина, высокий аэробный обмен, поэтому обладают низкой утомляемостью. Способны выполнять длительную маломощную работу;
- дают гладкий тетанус при небольшой частоте разряда мотонейрона (около 16 Гц);
- в регуляции движения обеспечивают мышечный тонус и позу, а также способность к длительной циклической работе — бегу, плаванию и др. (например, у марафонцев их количество в мышцах ног достигает 85 %);
- длительность сокращения более 100 мс, не подчиняются закону «все или ничего»

с высокой скоростью проведения ПД по аксону и частотой импульсации примерно 50 Гц;
- количество мышечных волокон в ДЕ сравнительно большое;
- содержат большое число миофибрилл и развивают большую силу сокращения;
- имеют высокую активность миозиновой АТФазы и развивают высокую скорость сокращения;
- имеют слаборазвитую капиллярную сеть, мало митохондрий, миоглобина, но содержат много гликолитических ферментов, большой запас креатинфосфата и гликогена, анаэробный тип энергообеспечения;
- способны развивать большую мощность, но быстро утомляются;
- дают гладкий тетанус при большей частоте разряда мотонейрона (около 30 Гц);
- в регуляции движения обеспечивают преимущественно фазический компонент — перемещение организма и его частей в пространстве с большой скоростью и мощностью (например, у спринтеров и прыгунов количество быстрых ДЕ в мышцах ног достигает 90 %);
- длительность сокращения 10-30 мс; гладкий тетанус возникает при большей частоте;

медленными и быстрыми ДЕ

(вероятно, используются в быстрых ритмических движениях: ходьбе, беге).

—80 % абсолютной
Факторы, определяющие силу сокращения мышцы
соотношение медленных и быстрых ДЕ (композиция мышцы);

число активных ДЕ, их включение в соответствии с возбудимостью их мотонейронов;

режим работы активных ДЕ (одиночное сокращение, зубчатый и гладкий тетанус);

величина физиологического сечения мышцы (сумма поперечного сечения всех ее волокон; в перистых мышцах она больше геометрического сечения);

длина мышцы и сила сокращения;

сила сокращения мышцы (точнее саркомера) пропорциональна зоне перекрытия актиновых и миозиновых нитей, т. е. количеству образующихся актомиозиновых мостиков. Наибольшая сила развивается при длине мышцы в состоянии покоя;

- при укорочении или удлинении мышцы на 50 % зона перекрытия нитей и сила сокращения резко снижаются.

ритмическое раздражение амплитуда мышечного сокращения увеличивается с увеличением частоты раздражения до определенной величины (оптимум). При дальнейшем увеличении частоты стимуляции амплитуда мышечного сокращения резко снижается и при какой-то частоте, несмотря на продолжающуюся стимуляцию, мышца почти полностью расслабляется (пессимум).

сформулировал
теорию, объясняющую мышечное
сокращение скольжением белковых
нитей (1954)

Хаксли, Эндрю (1917-2012)
Лауреат Нобелевской премии,
создатель теории происхождения потенциала действия (совместно с Ходжкиным и Экклсом),
теории мышечного сокращения (1954)

Сократительные белки:
Миозин - обладает длинной прямой цепью с двумя глобулярными головками, каждая из которых содержит зону связывания с АТФ и зону связывания с актином.

Актин – состоит из двух винтообразных тяжей полимеризованных субъединиц (g-актин) с локусами, которые взаимодействуют с головками молекул миозина для образования поперечных мостиков с толстыми волоконами.

Тропомиозин - регуляторный белок фиброзного типа, расположенный в желобке винтообразного тяжа актина, который препятствует взаимодействию актина и миозина, когда мышца находится в покое.

Тропонин - регуляторный белок, состоящий из трех субъединиц: тропонина С (связывает ионы Са++ во время активации и инициирует изменения конфигурации регуляторных белков); тропонина Т (привязывает комплекс тропонина С и тропонина I к тропомиозину); и тропонина I (участвует в ингибировании взаимодействия актина и миозина в состоянии покоя).

нитей. Расположение тонких и толстых нитей в саркомере показано слева и слева внизу. G‑актин — глобулярный, F‑актин — фибриллярный актин.

фибриллярного актина (F‑актин). В канавках спиральной цепочки залегает двойная спираль тропомиозина, вдоль которой располагаются молекулы тропонина трёх типов. Б — толстая нить. Молекулы миозина способны к самосборке и формируют веретенообразный агрегат диаметром 15 нм и длиной 1,5 мкм. Фибриллярные хвосты молекул образуют стержень толстой нити, головки миозина расположены спиралями и выступают над поверхностью толстой нити. В — молекула миозина. Лёгкий меромиозин обеспечивает агрегацию молекул миозина, тяжёлый меромиозин имеет связывающие актин участки и обладает активностью АТФазы.

из цистерн саркоплазматического ретикулума

[11]. В покое миозин-связывающие участки тонкой нити заняты тропомиозином. При сокращении ионы Ca2+ связываются с тропонином С, а тропомиозин открывает миозин-связывающие участки. Головки миозина присоединяются к тонкой нити и вызывают её смещение относительно толстой нити.

(А) Исходное положение: головка миозина выстоит над толстой нитью (не показана). (Б) Благодаря наличию шарнира между тяжёлым и лёгким меромиозинами, несущая АДФ и Pi головка миозина прикрепляется к актину, происходит поворот головки миозина с одновременным растягиванием эластического компонента S2. (В). Из головки освобождаются АДФ и Фн, а последующая ретракция эластического компонента S2 вызывает тянущее усилие. Затем к головке миозина присоединяется новая молекула АТФ, что приводит к отделению головки миозина от молекулы актина (Г). Гидролиз АТФ возвращает молекулу миозина в исходное положение (А).

процесса сокращения - Потенциал действия (ПД) мембраны мышцы; - потенциал действия (ПД) Т – системы; - активация мембраны саркоплазматического ретикулума; - выход ионов Са++ и повышение их концентрации до пороговой величины; - активация актомиозина (с распадом АТФ); - снятие тропонин-тропомиозиновой блокады; - образование «мостиков» и их конформационные изменения; - движение нитей т.е. сокращение; - прекращение действия нервного импульса; - снижение концентрации ионов Са++; - тропонин-тропомиозиновая блокада; - распад «мостиков» ---расслабление мышцы.

Са-насоса;

- работы Nа-К-насоса (для ликвидации нарушенных ионных градиентов при возбуждении).

к АДФ; образуется до 3,6 моль АТФ в мин.); самый мощный;

гликолитический (окислительное фосфорилирование АДФ в митохондриях; до 1,2 моль АТФ в мин.);

- аэробное окисление (окислительный; окислительное фосфорилирование АДФ в митохондриях; при окислении глюкозы АТФ образуется до 0,8 моль/мин, при окислении жиров до 0,4 моль в мин.).