Ce proprietăți au mușchii netezi și striați și care parte a sistemului nervos îi reglează pe fiecare? Sistemul muscular uman.

La vertebrate și la oameni există trei grupe musculare diferite:

muschii striati schelet;
mușchiul striat al inimii;
musculatura neteda organe interne, vasele de sânge și pielea.

Orez. 1. Tipuri de mușchi umani

Mușchi neted

Dintre cele două tipuri de țesut muscular (striat și neted), țesutul muscular neted se află într-un stadiu inferior de dezvoltare și este caracteristic animalelor inferioare.

Formă stratul muscular pereții stomacului, intestinelor, ureterelor, bronhiilor, vaselor de sânge și a altor organe goale. Ele constau din fibre musculare în formă de fus și nu au striații transversale, deoarece miofibrilele din ele sunt situate mai puțin ordonat. ÎN muschii netezi ah, celulele individuale sunt conectate între ele prin secțiuni speciale ale membranelor exterioare - legături. Datorită acestor contacte, potențialele de acțiune se propagă de la o fibră musculară la alta. Prin urmare, întregul mușchi este rapid implicat în reacția de excitație.

Mușchii netezi efectuează mișcări ale organelor interne, sângelui și vaselor limfatice. În pereții organelor interne, acestea sunt de obicei localizate sub formă de două straturi: inelarul interior și longitudinalul exterior. Ele formează structuri în formă de spirală în pereții arterei.

O trăsătură caracteristică a mușchilor netezi este capacitatea lor de a exercita o activitate automată spontană (mușchii stomacului, intestinelor, vezicii biliare, uretere). Această proprietate este reglementată terminații nervoase. Mușchii netezi sunt din plastic, adică sunt capabili să mențină lungimea dată de întindere fără a modifica tensiunea. Mușchiul scheletic, dimpotrivă, are plasticitate scăzută și această diferență poate fi stabilită cu ușurință în următorul experiment: dacă întindeți atât mușchii netezi, cât și cei striați cu ajutorul greutăților și îndepărtați sarcina, atunci mușchiul scheletic se scurtează imediat la lungimea inițială. , și mușchiul neted pentru o lungă perioadă de timp poate fi într-o stare întinsă.

Această proprietate a mușchilor netezi are mare importanță pentru funcționarea organelor interne. Plasticitatea mușchilor netezi este cea care oferă doar o mică schimbare a presiunii în interior Vezica urinara când este umplut.

Orez. 2. A. Fibră musculară scheletică, celulă musculară cardiacă, netedă celula musculara. B. Sarcomerul mușchilor scheletici. B. Structura mușchiului neted. D. Mecanograma muşchiului scheletic şi muşchiului cardiac.

Mușchiul neted are aceleași proprietăți de bază ca și mușchiul scheletic striat, dar și câteva proprietăți speciale:

automatizare, adică capacitatea de a se contracta și de a se relaxa fără iritații externe, dar datorită excitațiilor care apar în interiorul lor;
sensibilitate ridicată la iritanti chimici;
plasticitate pronunțată;
contracție ca răspuns la întinderea rapidă.

Contracția și relaxarea mușchilor netezi se produce lent. Aceasta contribuie la apariția mișcărilor peristaltice și pendulare ale organelor tractului digestiv, ceea ce duce la deplasarea bolusului alimentar. Contracția prelungită a mușchilor netezi este necesară în sfincterele organelor goale și previne eliberarea conținutului: bilă în vezica biliară, urină în vezică. Contracția fibrelor musculare netede are loc indiferent de dorința noastră, sub influența unor motive interne nesubordonate conștiinței.

Mușchii striați

Mușchii striați sunt situate pe oasele scheletului și contracția pune în mișcare articulațiile individuale și întregul corp. Ele formează un corp, sau soma, motiv pentru care sunt numite și somatice, iar sistemul care le inervează este sistemul nervos somatic.

Datorită activității muschii scheletici corpul se mișcă în spațiu, munca variată a membrelor, expansiunea cufăr la respirație, mișcarea capului și a coloanei vertebrale, mestecat, expresii faciale. Există mai mult de 400 de mușchi. Masa musculară totală reprezintă 40% din greutate. De obicei partea de mijloc mușchiul este format din țesut muscular și formează abdomenul. Capetele mușchilor - tendoanele - sunt construite din țesut conjunctiv dens; sunt conectate la oase folosind periostul, dar se pot atașa și de alți mușchi și de stratul conjunctiv al pielii. Într-un mușchi, fibrele musculare și ale tendonului sunt combinate în mănunchiuri folosind țesut conjunctiv lax. Nervii și vasele de sânge sunt situate între mănunchiuri. proporţional cu numărul de fibre care alcătuiesc abdomenul muscular.

Orez. 3. Funcțiile țesutului muscular

Unii mușchi trec printr-o singură articulație și, atunci când sunt contractați, o fac să se miște - mușchii cu o singură articulație. Alți mușchi trec prin două sau mai multe articulații - mușchi multi-articulare, produc mișcare în mai multe articulații.

Pe măsură ce capetele mușchilor atașați de oase se apropie unele de altele, dimensiunea mușchiului (lungimea) scade. Oasele legate prin articulații acționează ca pârghii.

Prin schimbarea poziției pârghiilor osoase, mușchii acționează asupra articulațiilor. În acest caz, fiecare mușchi afectează articulația într-o singură direcție. O articulatie uniaxiala (cilindrica, trohleara) are doi muschi sau grupuri de muschi care actioneaza asupra ei, care sunt antagonisti: un muschi este flexor, celalalt este extensor. În același timp, fiecare articulație este acționată într-o direcție, de regulă, de doi sau mai mulți mușchi, care sunt sinergiști (sinergismul este o acțiune comună).

Într-o articulație biaxială (elipsoidală, condilică, în formă de șa) mușchii sunt grupați în funcție de cele două axe ale sale în jurul cărora se efectuează mișcările. La o articulație sferică, care are trei axe de mișcare (articulație multi-axială), mușchii sunt adiacenți pe toate părțile. Deci, de exemplu, în articulația umărului sunt mușchii flexori și extensori (mișcări în jurul axei frontale), abductori și adductori (axa sagitală) și rotatori în jurul axei longitudinale, spre interior și spre exterior. Există trei tipuri de muncă musculară: depășire, cedare și menținere.

Dacă, din cauza contracției musculare, poziția unei părți a corpului se modifică, atunci forța de rezistență este depășită, adică. se execută munca de depăşire. Munca în care forța musculară cedează acțiunii gravitației și sarcina reținută se numește cedare. În acest caz, mușchiul funcționează, dar nu se scurtează, ci se prelungește, de exemplu, atunci când este imposibil să ridici sau să ții un corp ponderat. masa mare. La efort deosebit mușchii trebuie să coboare acest corp pe o suprafață.

Munca de ținere se efectuează datorită contracției musculare; corpul sau sarcina este ținută într-o anumită poziție fără a se deplasa în spațiu, de exemplu, o persoană ține o sarcină fără a se mișca. În acest caz, mușchii se contractă fără a modifica lungimea. Forța de contracție musculară echilibrează greutatea corpului și sarcina.

Atunci când un mușchi, contractându-se, mișcă corpul sau părțile sale în spațiu, aceștia efectuează o muncă de depășire sau cedare, care este dinamică. Munca statistică este deținerea muncii, în care nu există nicio mișcare a întregului corp sau a unei părți a acestuia. Se numește modul în care mușchiul se poate scurta liber izotonic(nu se modifică tensiunea musculară și se modifică doar lungimea acesteia). Se numește starea în care mușchiul nu se poate scurta izometrică- se modifica doar tensiunea fibrelor musculare.

Orez. 4. Mușchii umani

Structura mușchilor striați

Mușchii scheletici constau dintr-un număr mare de fibre musculare, care sunt combinate în fascicule musculare.

Un pachet conține 20-60 de fibre. Fibrele musculare sunt celule cilindrice de 10-12 cm lungime și 10-100 microni în diametru.

Fiecare fibră musculară are o membrană (sarcolemă) și citoplasmă (sarcoplasmă). Sarcoplasma conține toate componentele unei celule animale, iar filamentele subțiri sunt situate de-a lungul axei fibrei musculare - miofibrile, Fiecare miofibrilă este formată din protofibrile, care includ fire ale proteinelor miozină și actină, care sunt aparatul contractil al fibrei musculare. Miofibrilele sunt separate unele de altele prin partiții numite membrane Z în secțiuni - sarcomere. La ambele capete ale sarcomerelor, filamentele subțiri de actină sunt atașate de membrana Z, iar filamente groase de miozină sunt situate în mijloc. Capetele filamentelor de actină se potrivesc parțial între filamentele de miozină. Într-un microscop cu lumină, filamentele de miozină apar ca o bandă luminoasă pe un disc întunecat. Cu microscopie electronică muschii scheletici apar striate (încrucișate).

Orez. 5. Poduri încrucișate: Ak - actină; Mz - miozina; Gl - cap; Ш - gât

Pe părțile laterale ale filamentului de miozină există proiecții numite traversează poduri(Fig. 5), care sunt situate la un unghi de 120° față de axa filamentului de miozină. Filamentele de actină apar ca un filament dublu răsucit într-o dublă helix. În șanțurile longitudinale ale helixului de actină există filamente ale tropomiozinei proteice, de care este atașată troponina proteică. În starea de repaus, moleculele de proteină de tropomiozină sunt aranjate astfel încât să prevină atașarea punților încrucișate de miozină la filamentele de actină.

Orez. 6. A - organizarea fibrelor cilindrice în muşchiul scheletic ataşate de oase prin tendoane. B - organizarea structurală a filamentelor într-o fibră musculară scheletică, creând un model de dungi transversale.

Orez. 7. Structura actinei și miozinei

În multe locuri, membrana de suprafață se adâncește sub formă de microtuburi în interiorul fibrei, perpendicular pe axa sa longitudinală, formând un sistem tubuli transversali(sistem T). Paralel cu miofibrilele și perpendicular pe tubii transversali dintre miofibrile există un sistem tubii longitudinali(reticulul sarcoplasmic). Prelungirile terminale ale acestor tuburi sunt rezervoare terminale - se apropie foarte mult de tubii transversali, formând împreună cu ei așa-numitele triade. Cea mai mare parte a calciului intracelular este concentrată în cisterne.

Mecanismul de contracție a mușchilor scheletici

Muşchi este format din celule numite fibre musculare. În exterior, fibra este înconjurată de o teacă - sarcolema. În interiorul sarcolemei se află citoplasma (sarcoplasma), care conține nuclei și mitocondrii. Contine o cantitate mare elemente contractile numite miofibrile. Miofibrilele merg de la un capăt la celălalt al unei fibre musculare. Ele există comparativ Pe termen scurt- aproximativ 30 de zile, după care se produce schimbarea completă a acestora. ÎN merge la muschi sinteza intensiva a proteinelor necesara formarii de noi miofibrile.

Fibra musculara conține un număr mare de nuclei, care sunt localizați direct sub sarcolemă, deoarece partea principală a fibrei musculare este ocupată de miofibrile. Prezența unui număr mare de nuclei este cea care asigură sinteza de noi miofibrile. Această schimbare rapidă a miofibrilelor asigură o fiabilitate ridicată funcții fiziologice tesut muscular.

Orez. 7. A - schema de organizare a reticulului sarcoplasmatic, a tubilor transversali si a miofibrilelor. B - diagramă structura anatomică tubuli transversali și reticulul sarcoplasmatic într-o fibră musculară scheletică individuală. B - rolul reticulului sarcoplasmatic în mecanismul contracției mușchilor scheletici

Fiecare miofibrilă este alcătuită din zone luminoase și întunecate alternate în mod regulat. Aceste zone, având proprietăți optice diferite, creează striații transversale în țesutul muscular.

În mușchiul scheletic, contracția este cauzată de sosirea unui impuls de-a lungul unui nerv. Transmiterea impulsurilor nervoase de la nerv la mușchi are loc prin legatura neuromusculara(a lua legatura).

Un singur impuls nervos, sau o singură iritare, duce la un act contractil elementar - o singură contracție. Debutul contracției nu coincide cu momentul aplicării iritației, deoarece există o perioadă ascunsă sau latentă (intervalul dintre aplicarea iritației și începutul contracției musculare). În această perioadă au loc dezvoltarea potențialului de acțiune, activarea proceselor enzimatice și defalcarea ATP. După aceasta începe contracția. Defalcarea ATP în mușchi duce la conversia energiei chimice în energie mecanică. Procesele energetice sunt întotdeauna însoțite de eliberarea de căldură, iar energia termică este de obicei intermediară între energiile chimice și cele mecanice. În muşchi energie chimica se transformă direct în mecanic. Dar căldura în mușchi se formează atât din cauza scurtării mușchiului, cât și în timpul relaxării acestuia. Căldura generată în mușchi joacă mare rolîn menținerea temperaturii corpului.

Spre deosebire de mușchiul inimii, care are proprietatea de automatizare, adică. este capabil să se contracte sub influența impulsurilor care apar în interiorul său și, spre deosebire de mușchii netezi, care sunt, de asemenea, capabili să se contracte fără a primi semnale din exterior, mușchii scheletici se contractă numai atunci când semnalele din exterior sunt recepționate de acesta. Semnalele către fibrele musculare sunt transmise direct prin axonii celulelor motorii situate în coarnele anterioare materie cenusie măduva spinării(motoneuroni).

Natura reflexă a activității musculare și coordonarea contracțiilor musculare

Mușchii scheletici, spre deosebire de mușchii netezi, sunt capabili să efectueze contracții rapide voluntare și, prin urmare, să producă o muncă semnificativă. Elementul de lucru al unui mușchi este fibra musculară. O fibra musculara tipica este o structura cu mai multi nuclei, impinsa la periferie de o masa de miofibrile contractile.

Fibrele musculare au trei proprietăți principale:

excitabilitate - capacitatea de a răspunde la acțiunile unui stimul prin generarea unui potențial de acțiune;
conductivitate - capacitatea de a conduce o undă de excitație de-a lungul întregii fibre în ambele direcții din punctul de iritare;
contractilitate - capacitatea de a contracta sau de a schimba tensiunea atunci când sunt excitate.

În fiziologie, există conceptul de unitate motorie, care înseamnă un neuron motor și tot fibre musculare pe care acest neuron îl inervează. Unitățile motorii variază în mărime: de la 10 fibre musculare pe unitate pentru mușchii care efectuează mișcări precise, până la 1000 sau mai multe fibre pe unitate motorie pentru mușchii „orientați spre putere”. Natura muncii mușchilor scheletici poate fi diferită: funcţionare statică(menținerea posturii, menținerea sarcinii) și munca dinamica(deplasarea unui corp sau a unei sarcini în spațiu). De asemenea, mușchii sunt implicați în mișcarea sângelui și a limfei în organism, producerea de căldură, actele de inhalare și expirare, sunt un fel de depozit pentru apă și săruri și protejează organele interne, de exemplu, mușchii peretele abdominal.

Mușchiul scheletic este caracterizat de două moduri principale de contracție - izometric și izotonic.

Modul izometric se manifestă prin faptul că tensiunea crește în mușchi în timpul activității sale (se generează forță), dar datorită faptului că ambele capete ale mușchiului sunt fixe (de exemplu, atunci când se încearcă ridicarea unei sarcini foarte mari), nu se scurtează.

Regimul izotonic se manifestă prin faptul că mușchiul dezvoltă inițial tensiune (forță) capabilă să ridice o sarcină dată, iar apoi mușchiul se scurtează - își schimbă lungimea, menținând tensiunea egală cu greutatea sarcinii care este ținută. Pur izometric sau contracție izotonă practic imposibil de observat, dar există tehnici pentru așa-numitele gimnastica izometrica când un atlet își încordează mușchii fără a-și schimba lungimea. Aceste exerciții dezvoltă forța musculară într-o măsură mai mare decât exercițiile cu elemente izotonice.

Aparatul contractil al muschiului scheletic este reprezentat de miofibrile. Fiecare miofibrilă cu un diametru de 1 micron constă din câteva mii de protofibrile - molecule polimerizate subțiri, alungite ale proteinelor miozină și actină. Filamentele de miozină sunt de două ori mai subțiri decât filamentele de actină, iar în starea de repaus a fibrei musculare, filamentele de actină se potrivesc în inele libere între filamentele de miozină.

În transmiterea excitației, un rol important joacă ionii de calciu, care intră în spațiul interfibrilar și declanșează mecanismul de contracție: retragerea reciprocă a filamentelor de actină și miozină unul față de celălalt. Retragerea firelor are loc cu participarea obligatorie a ATP. În centrii activi situati la un capăt al filamentelor de miozină, ATP este descompus. Energia eliberată în timpul descompunerii ATP este transformată în mișcare. În mușchii scheletici, rezerva de ATP este mică - suficientă doar pentru 10 contracții individuale. Prin urmare, este necesară resinteza constantă a ATP, care are loc în trei moduri: în primul rând, prin rezerve de creatină fosfat, care sunt limitate; a doua este calea glicolitică în timpul descompunerii anaerobe a glucozei, când se formează două molecule de ATP per moleculă de glucoză, dar în același timp se formează acid lactic, care inhibă activitatea enzimelor glicolitice, iar în cele din urmă a treia este oxidarea aerobă a glucozei. glucoza si acizi grașiîn ciclul Krebs, care apare în mitocondrii și produce 38 de molecule de ATP per 1 moleculă de glucoză. Ultimul proces este cel mai economic, dar foarte lent. Antrenament constant activează a treia cale de oxidare, rezultând o rezistență musculară crescută pentru exerciții pe termen lung.

Țesuturile excitabile din corpul uman includ țesutul nervos, secretor și muscular. Cu toate acestea, ultimul este diferit de restul proprietate unică contractilitate datorită prezenței în structura celulară a microfilamentelor formate din proteine specializate - miozină, actină, tropomiozină.

Datorită acestui fapt, menținerea posturii unei persoane, mișcarea în spațiu și mișcarea unui bolus de alimente de-a lungul tract gastrointestinal, circulația sângelui și multe altele. În funcție de caracteristicile histologice, funcțiile îndeplinite și originea, există o clasificare în țesut muscular neted și striat; de asemenea, pentru caracteristicile sale, unii autori clasifică țesutul cardiac ca un al treilea subtip. Cu toate acestea, trebuie înțeles că elementele contractile constituie doar baza acestor țesuturi și nu ar putea funcționa pe deplin fără o rețea densă de vase de sânge care să asigure livrarea. cantitate mare oxigen, o coajă protectoare și semnificativă din punct de vedere energetic - sarcolema, precum și o întărire liberă neformată

Cu dungi încrucișate

Țesutul muscular striat alcătuiește practic toți mușchii scheletici și oferă mișcarea articulațiilor și sprijin postural. Unitatea lor structurală și funcțională este sarcomerul și ei, la rândul lor, constau din miosimplaste - fibre formate prin fuziunea mai multor celule individuale în timpul procesului de diferențiere. Pe un exemplar histologic, țesuturile musculare striate se disting ușor prin multinuclearea și striațiile lor, motiv pentru care și-au primit numele. Cealaltă funcție importantă a acestora este generarea de căldură și, prin urmare, atunci când temperatura scade, o persoană începe să tremure. Striat formează și structura miocardului, numai cardiomiocitele se disting prin absența simplastelor. Când sunt microscopate, ele apar ca celule mononucleare în formă de fus. Ele sunt împărțite în funcție de funcțiile lor în lucrători (predominanți ca număr), conductoare și secretoare. Datorită acestuia din urmă, țesuturile musculare striate cardiace au proprietatea de automatism, adică au capacitatea de a se contracta independent, ceea ce asigură funcționarea continuă a inimii. Al treilea tip de celule este locul sintezei substanțelor asemănătoare hormonilor, în special factorul natriuretic atrial, care contribuie la creșterea diurezei.

Neted

Dacă țesutul muscular uman care asigură mișcarea este striat, atunci peristaltismul tractului gastrointestinal și genito-urinar, contracția pereților vasculari și bronșici este asigurată de mușchii netezi. Se caracterizează prin ritm, lentoare relativă, un grad ridicat de extensibilitate și abilități de regenerare, precum și inervație autonomă. Acestea sunt celule mononucleare alungite, fără striații, și cu o cantitate mare actina si colagenul in structura. Fiecare astfel de miocit este acoperit cu o membrană bazală subțire, iar grupurile sunt acoperite cu endomisiu format din țesut conjunctiv liber, neformat.

PRELEGERE Nr. 4. Fiziologia musculară

1. Proprietățile fizice și fiziologice ale mușchilor scheletici, cardiaci și netezi

Pe baza caracteristicilor morfologice, se disting trei grupe musculare:

1) mușchii striați (mușchii scheletici);

2) musculatura neteda;

3) mușchiul inimii (sau miocardul).

Funcțiile mușchilor striați:

1) motor (dinamic și static);

2) asigurarea respiraţiei;

3) mimica;

4) receptor;

5) depunerea;

6) termoreglatoare.

Funcțiile mușchilor netezi:

1) menținerea presiunii în organele goale;

2) reglarea presiunii în vasele de sânge;

3) golirea organelor goale și avansarea conținutului acestora.

Funcția mușchilor cardiaci– camera de pompare, asigurand circulatia sangelui prin vase.

1) excitabilitate (mai mică decât în fibra nervoasă, care se explică prin potențialul mic de membrană);

2) conductivitate scăzută, aproximativ 10–13 m/s;

3) refractarie (ocupă o perioadă mai lungă de timp decât cea a fibrei nervoase);

4) labilitate;

5) contractilitate (capacitatea de a scurta sau dezvolta tensiune).

Există două tipuri de abrevieri:

a) contracție izotonă (lungimea se modifică, nu se schimbă tonul);

b) contracție izometrică (tonul se schimbă fără modificarea lungimii fibrei). Există contracții simple și titanice. Contracțiile unice apar sub acțiunea unei singure iritații, iar contracțiile titane apar ca răspuns la o serie de impulsuri nervoase;

6) elasticitate (capacitatea de a dezvolta tensiune atunci când este întins).

Mușchii netezi au aceleași proprietăți fiziologice ca și mușchii scheletici, dar au și propriile caracteristici:

1) potențial membranar instabil, care menține mușchii într-o stare de contracție parțială constantă - tonus;

2) activitate automată spontană;

3) contracție ca răspuns la întindere;

4) plasticitate (scăderea alungirii cu creșterea alungirii);

5) sensibilitate ridicată la substanțe chimice.

Caracteristica fiziologică a mușchiului inimii este a ei automatism . Excitația are loc periodic sub influența proceselor care au loc în mușchiul însuși. Anumite zone musculare atipice ale miocardului, sărace în miofibrile și bogate în sarcoplasmă, au capacitatea de a se automatiza.

2. Mecanisme de contracție musculară

Etapa electrochimică a contracției musculare.

1. Generarea potenţialului de acţiune. Transferul excitației către fibra musculară are loc cu ajutorul acetilcolinei. Interacțiunea acetilcolinei (ACh) cu receptorii colinergici duce la activarea acestora și la apariția unui potențial de acțiune, care este prima etapă a contracției musculare.

2. Propagarea potențialului de acțiune. Potențialul de acțiune se propagă în fibra musculară prin sistemul tubular transversal, care este legătura de legătură dintre membrana de suprafață și aparatul contractil al fibrei musculare.

3. Stimularea electrică a locului de contact duce la activarea enzimei și formarea de inozil trifosfat, care activează canalele de calciu membranare, ceea ce duce la eliberarea ionilor de Ca și la creșterea concentrației lor intracelulare.

Stadiul chimiomecanic al contracției musculare.

Teoria stadiului chimiomecanic al contracției musculare a fost dezvoltată de O. Huxley în 1954 și completată în 1963 de M. Davis. Principalele prevederi ale acestei teorii:

1) Ionii de Ca declanșează mecanismul de contracție musculară;

2) datorită ionilor de Ca, filamentele subțiri de actină alunecă în raport cu filamentele de miozină.

În repaus, când sunt puțini ioni de Ca, alunecarea nu are loc, deoarece aceasta este împiedicată de moleculele de troponină și de sarcinile negative ale ATP, ATPazei și ADP. Concentrația crescută de ioni de Ca se produce datorită pătrunderii acestuia din spațiul interfibrilar. În acest caz, apar o serie de reacții cu participarea ionilor de Ca:

1) Ca2+ reacţionează cu triponina;

2) Ca2+ activează ATPaza;

3) Ca2+ elimină sarcinile din ADP, ATP, ATPază.

Interacțiunea ionilor de Ca cu troponina duce la o modificare a locației acesteia din urmă pe filamentul de actină, iar centrii activi ai protofibrilei subțiri se deschid. Datorită acestora, se formează punți încrucișate între actină și miozină, care mută filamentul de actină în spațiile dintre filamentul de miozină. Când filamentul de actină se mișcă în raport cu filamentul de miozină, țesutul muscular se contractă.

Deci, rolul principal în mecanismul contracției musculare este jucat de proteina troponina, care închide centrii activi ai protofibrilei subțiri și ionilor de Ca.

Fiziologia mușchilor scheletici și netezi

Cursul 5

La vertebrate și la oameni trei tipuri de mușchi: mușchii striați ai scheletului, mușchii striați ai inimii - miocard și mușchii netezi, formând pereții organelor interne goale și ai vaselor de sânge.

Unitatea anatomică și funcțională a mușchiului scheletic este unitate neuromotorie - un neuron motor și grupul de fibre musculare pe care îl inervează. Impulsurile transmise de neuronul motor activează toate fibrele musculare care îl formează.

Mușchii scheletici constau dintr-un număr mare de fibre musculare. Fibra mușchiului striat are o formă alungită, diametrul său este de la 10 la 100 de microni, lungimea fibrei este de la câțiva centimetri la 10-12 cm Celula musculară este înconjurată de o membrană subțire - sarcolema, conține sarcoplasmă(protoplasmă) și numeroase miezuri. Partea contractilă a fibrei musculare sunt filamentele musculare lungi - miofibrile, constând în principal din actină, care circulă în interiorul fibrei de la un capăt la altul, având striații transversale. Miozina din celulele musculare netede este dispersată, dar conține o mulțime de proteine care joacă un rol important în menținerea contracției tonice pe termen lung.

În perioada de repaus relativ, mușchii scheletici nu se relaxează complet și mențin un grad moderat de tensiune, adică. tonusului muscular.

Principalele funcții ale țesutului muscular:

1) motor – asigurarea mișcării

2) static – asigurând fixarea, inclusiv într-o anumită poziție

3) receptor – mușchii au receptori care le permit să-și perceapă propriile mișcări

4) depozitare - apa si unele substante nutritive sunt stocate in muschi.

Proprietățile fiziologice ale mușchilor scheletici:

Excitabilitate . Mai scăzut decât excitabilitatea țesut nervos. Excitația se răspândește de-a lungul fibrei musculare.

Conductivitate . Conductivitate mai mică a țesutului nervos.

Perioada refractară țesutul muscular durează mai mult decât țesutul nervos.

Labilitate țesutul muscular este semnificativ mai mic decât țesutul nervos.

Contractilitatea – capacitatea unei fibre musculare de a-și modifica lungimea și gradul de tensiune ca răspuns la stimularea unei forțe de prag.

La izotonic reducere lungimea fibrei musculare se modifică fără a schimba tonusul. La izometrică reducere tensiunea fibrelor musculare crește fără a-și modifica lungimea.

In functie de conditiile de stimulare si de starea functionala a muschiului, poate aparea o singura contractura sau contractura continua (tetanica) a muschiului.

Contracție musculară unică. Când un mușchi este iritat de un singur impuls de curent, are loc o singură contracție musculară.

Amplitudinea unei singure contracții musculare depinde de numărul de miofibrile care se contractă în acel moment. Excitabilitatea grupurilor individuale de fibre este diferită, astfel încât puterea curentului de prag provoacă o contracție numai a fibrelor musculare cele mai excitabile. Amplitudinea unei astfel de reduceri este minimă. Pe măsură ce puterea curentului iritant crește, în procesul de excitare sunt implicate și grupuri mai puțin excitabile de fibre musculare; amplitudinea contracțiilor se însumează și crește până când nu mai rămân fibre în mușchi care să nu fie acoperite de procesul de excitație. În acest caz, se înregistrează amplitudinea maximă de contracție, care nu crește, în ciuda unei creșteri suplimentare a puterii curentului iritant.

Contractia tetanica. ÎN conditii naturale fibrele musculare nu primesc un singur, ci o serie de impulsuri nervoase, la care mușchiul răspunde printr-o contracție prelungită, tetanică sau tetanos . Doar mușchii scheletici sunt capabili de contracție tetanică. Mușchiul neted și mușchiul striat al inimii nu sunt capabili de contracție tetanică din cauza unei perioade lungi de refractare.

Tetanusul apare din cauza însumării contracțiilor unice musculare. Pentru ca tetanosul să apară, acțiunea iritațiilor repetate (sau a impulsurilor nervoase) asupra mușchiului este necesară chiar înainte de a se termina contracția sa unică.

Dacă impulsurile iritante sunt apropiate și fiecare dintre ele are loc în momentul în care mușchiul tocmai a început să se relaxeze, dar nu a avut încă timp să se relaxeze complet, atunci apare un tip de contracție zimțat ( zimţat tetanos ).

Dacă impulsurile iritante sunt atât de apropiate, încât fiecare ulterior apare într-un moment în care mușchiul nu a avut încă timp să treacă la relaxare de la iritația anterioară, adică apare la înălțimea contracției sale, atunci o contracție lungă și continuă apare, numit tetanos neted .

Tetanos neted – starea normală de lucru a mușchilor scheletici este determinată de sosirea impulsurilor nervoase din sistemul nervos central cu o frecvență de 40-50 pe secundă.

Tetanus zimțat apare la o frecvență a impulsurilor nervoase de până la 30 la 1 s. Dacă un mușchi primește 10-20 de impulsuri nervoase pe secundă, atunci este într-o stare muscular ton , adică grad moderat de tensiune.

Oboseală muşchii . Odată cu stimularea ritmică prelungită în mușchi, se dezvoltă oboseala. Semnele sale sunt o scădere a amplitudinii contracțiilor, o creștere a perioadelor latente ale acestora, o prelungire a fazei de relaxare și, în final, absența contracțiilor cu iritație continuă.

Un alt tip de contracție musculară prelungită este contractura. Continuă chiar și atunci când stimulul este eliminat. Contractura musculară apare atunci când există o tulburare metabolică sau o modificare a proprietăților proteinelor contractile ale țesutului muscular. Cauzele contracturii pot fi otrăvirea cu anumite otrăvuri și medicamente, tulburări metabolice, creșterea temperaturii corpului și alți factori care duc la modificări ireversibile ale proteinelor din țesutul muscular.

Caracteristicile fiziologice ale mușchilor netezi.

Mușchii netezi formează pereții (stratul muscular) ai organelor interne și ai vaselor de sânge. Nu există striații transversale în miofibrilele musculare netede. Acest lucru se datorează aranjamentului haotic al proteinelor contractile. Fibrele musculare netede sunt relativ mai scurte.

Mușchi neted mai puțin excitabil decât cele striate. Excitația se răspândește prin ele la o viteză mică - 2-15 cm/s. Excitația în mușchii netezi poate fi transmisă de la o fibră la alta, spre deosebire de fibrele nervoase și fibrele mușchilor striați.

Contracția mușchilor netezi are loc mai lent și pe o perioadă mai lungă de timp.

Perioada refractară la mușchii netezi este mai lungă decât la mușchii scheletici.

O proprietate importantă a mușchiului neted este mare plastic, adică capacitatea de a menține lungimea dată de întindere fără a modifica tensiunea. Această proprietate este semnificativă, deoarece unele organe cavitate abdominală(uter, vezică urinară, vezica biliara) uneori se întind semnificativ.

O trăsătură caracteristică a mușchilor netezi este lor capacitatea de a opera automat, care este furnizată de elementele nervoase încorporate în pereții organelor musculare netede.

Un stimul adecvat pentru mușchii netezi este întinderea lor rapidă și puternică, care este de mare importanță pentru funcționarea multor organe musculare netede (ureter, intestine și alte organe goale)

O caracteristică a mușchilor netezi este și ea sensibilitate ridicată la unele substanțe biologic active(acetilcolina, adrenalina, norepinefrina, serotonina etc.).

Mușchii netezi sunt inervați de nervii autonomi simpatici și parasimpatici, care, de regulă, au efecte opuse asupra stării lor funcționale.

Proprietățile de bază ale mușchiului inimii.

Peretele inimii este format din 3 straturi. Stratul mijlociu (miocard) este format din mușchi striat. Mușchiul cardiac, ca și mușchii scheletici, are proprietatea de excitabilitate, capacitatea de a conduce excitația și contractilitatea. Caracteristicile fiziologice ale mușchiului inimii includ o perioadă refractară extinsă și automatitate.

Excitabilitatea mușchiului inimii . Mușchiul cardiac este mai puțin excitabil decât mușchiul scheletic. Pentru ca excitația să apară în mușchiul cardiac, este necesar un stimul mai puternic decât pentru mușchiul scheletic.

Conductivitate . Excitația de-a lungul fibrelor mușchiului inimii se realizează cu o viteză mai mică decât prin fibrele mușchiului scheletic.

Contractilitatea . Reacția mușchiului inimii nu depinde de puterea stimulării aplicate. Mușchiul inimii se contractă cât mai mult posibil atât la stimularea de prag, cât și la o stimulare mai puternică.

Refractar perioadă . Inima, spre deosebire de alte țesuturi excitabile, are o perioadă refractară semnificativ pronunțată și prelungită. Se caracterizează printr-o scădere bruscă a excitabilității țesuturilor în timpul perioadei de activitate. Din acest motiv, mușchiul inimii nu este capabil de contracție tetanică (pe termen lung) și își desfășoară activitatea ca o singură contracție musculară.

Automatism inimile . În afara corpului, în anumite condiții, inima este capabilă să se contracte și să se relaxeze, menținând ritmul corect. Capacitatea inimii de a se contracta ritmic sub influența impulsurilor care apar în interiorul ei se numește automatism.

Clasificarea și funcțiile țesutului muscular

Există 3 tipuri de țesut muscular:

1) scheletic cu dungi încrucișate;

2) inima striată;

3) netedă.

Funcțiile țesutului muscular.

Țesut scheletic striat- reprezintă aproximativ 40% din greutatea corporală totală.

Funcțiile sale:

1) dinamică;

2) static;

3) receptor (de exemplu, proprioceptori în tendoane - fibre musculare intrafusale (fusiforme));

4)depozitare - apa, minerale, oxigen, glicogen, fosfati;

5) termoreglare;

6) reacții emoționale.

Țesut muscular cardiac striat.

Functie principala- injectare.

Mușchi neted- formează peretele organelor goale și al vaselor de sânge.

Funcțiile sale:

1) menține presiunea în organele goale;

2) menține tensiunea arterială;

3) asigură deplasarea conținutului prin tractul gastrointestinal și uretere.

Proprietățile fiziologice ale mușchilor

Excitabilitate țesutul muscular (-90 mV) este mai puțin excitabil decât țesutul nervos (-150 mV).

Conductivitate țesutul muscular are o conductivitate mai mică decât țesutul nervos, în țesut scheletic(5-6 m/s), iar în cel nervos - 13 m/s.

Refractaritatea țesut muscular țesut nervos mai refractar. Pentru țesutul osos este de 30-40 ms (absolut aproximativ egal cu 5 ms, relativ - 30 ms). Refractaritatea țesutului muscular neted este de câteva secunde.

Labilitate țesut muscular (200-250), mai mic decât labilitatea țesutului nervos.

Contractilitatea , distingeți contracția izotonică (modificarea lungimii) și izometrică (modificarea tensiunii musculare). Contracția izotonă poate fi: concentrică (mușchiul se scurtează), excentrică (lungimea mușchiului crește).

Sistem de conducere a fibrelor musculare

Atunci când stimularea este aplicată membranei postsinaptice a unui mușchi, apare un potențial postsinaptic, care generează potențialul de acțiune al mușchiului.

Aparatul de conducere al mușchiului include:

1) membrana plasmatica de suprafata;

2) sistem T;

3) reticulul sarcoplasmatic.

Membrana plasmatica superficiala - stratul interior de membrană care acoperă fibra musculară. Are proprietăți electrogenice peste tot. Excitația trece printr-o fibră nemielinică.

Sistemul T - Acesta este un sistem de tubuli transversali, care este o proeminență a membranei plasmatice de suprafață adânc în fibrele musculare. Ele trec între miofibrile la nivelul membranei Z.

Reticulul sarcoplasmic - rezervoare închise cu Ca2+ (sub formă legată, ionizată - 50%, sub formă de compuși organici - 50%).

Triadă - un tubul T transversal și membranele adiacente ale reticulului sarcoplasmatic. Distanța dintre tubulii T și membrana reticulului sarcoplasmatic este de 20 nm; Funcția triadei este o sinapsă electrică.

Când un potențial de acțiune apare într-un mușchi, acesta se propagă de-a lungul membranei plasmatice de suprafață, ca și cum ar fi nemielinizat. fibra nervoasa. Apoi, de-a lungul sistemului T, potențialul de acțiune se propagă adânc în fibră. În acest caz, prin sinapsa electrică, excitația este transmisă membranei reticulului sarcoplasmatic. Ca urmare, permeabilitatea reticulului sarcoplasmatic pentru ionii de Ca2+ crește și aceștia intră în spațiul interfibrilar.

Concluzie Sistemul de conducere al fibrei musculare asigură propagarea potenţialului de acţiune şi eliberarea Ca2+ din reticulul sarcoplasmatic în spaţiul interfibrilar.

Idei moderne despre structura mușchiului scheletic

Mușchii scheletici sunt formați din miofibrile, care sunt împărțite în sarcomere individuale de către membrana Z.

Sarcomer- Acesta este principalul element contractil al mușchilor scheletici.

Sarcomerul este împărțit în:

1) parte întunecată în centrul sarcomerului (discul A);

2)în centrul discului A este lumină spaţiu - membrană H;

3)ușoară parcele sarcomer - conduce J.

Discurile A și J sunt formate din protofibrile individuale. Fibrilele A sunt groase din proteina miozină, J - subțiri din proteina actină. Molecula de miozină are un corp format din meromiozină grea și un cap din meromiozină ușoară. Pe cap este fixată o moleculă de ATP, care este încărcată negativ în repaus. La baza capului este fixată o moleculă a enzimei ATPază, care este, de asemenea, încărcată negativ. Moleculele resping - capul este într-o stare îndreptată. Protofibrilele groase constau din 3 proteine - un filament de tropomiozină, pe care este înfășurată o dublă helix de actină globulară. Proteina troponina este situată la intervale regulate - un „scut” care acoperă centrul A al protofibrilei subțiri. Troponina are o afinitate mare pentru Ca2+; centrii troponinei sunt aranjați în spirală aproximativ la fiecare 15 nm. Datorită acestor complexe de troponine, centrul A al protofibrilei se deschide și se formează punți între filamentele de actină și miozină.

clasa a 8-a. Test, trimestrul III

^ ÎNTREBĂRI PRACTICE

1. Stabiliți o corespondență între glanda și caracteristica care îi corespunde. Pentru a face acest lucru, selectați o poziție din a doua coloană pentru fiecare element din prima coloană. Introduceți numerele răspunsurilor selectate în tabel.

^ CARACTERISTICILE FIERULUI

A) o lipsă de producție de hormoni cauzează Diabet 1) glanda suprarenală

B) produce hormonul insulina 2) pancreas

B) glanda secretie mixta

D) produce hormonul insulina

D) constă dintr-un cortex și medular

E) glandă de abur

A	B	ÎN	G	D	E

2. Stabiliți o corespondență între caracteristică și elementul de formă căruia îi aparține această caracteristică. Pentru a face acest lucru, selectați o poziție din a doua coloană pentru fiecare element din prima coloană. Introduceți numerele răspunsurilor selectate în tabel.

^ ELEMENT CARACTERISTICO

A) are nucleu în toate stadiile de dezvoltare 1) eritrocitul

B) în stare matură nu are nucleu 2) leucocit

B) capabil de fagocitoză

D) capabil de mișcare independentă

D) conține hemoglobină

D) dă sângelui o culoare roșie

A	B	ÎN	G	D	E

3. Stabiliți o corespondență între caracteristicile cercului circulator și denumirea acestuia. Pentru a face acest lucru, selectați o poziție din a doua coloană pentru fiecare element din prima coloană. Introduceți numerele răspunsurilor selectate în tabel.

^ CARACTERISTICI ALE DENUMIREI DE CIRCULARE

A) începe în ventriculul stâng 1) cercul mare

B) sângele curge în plămâni 2) cerc mic

B) sângele arterial se transformă în venos

D) se termină în atriul stâng

D) sângele părăsește inima sub o presiune de 30 mmHg.

E) sângele părăsește inima la o presiune de 120 mmHg.

A	B	ÎN	G	D	E

4. Determinați succesiunea corectă de trecere a oxigenului din atmosferă în celule. Notează succesiunea adecvată de litere în răspunsul tău.

A) trahee B) sânge C) bronhii D) țesuturi E) alveole ale plămânilor

Imaginea arată o inimă umană. Arată unde se află ventriculul drept al inimii; De ce pereții ventriculilor au grosimi diferite?

6. Arată osul parietal din imagine, cărei părți a craniului îi aparține? Care parte a craniului uman este mai bine dezvoltată și de ce?

7. Arată în imagine rază persoană. Cum s-a schimbat? membrului superior a unei persoane în legătură cu postura verticală și munca?

8. Poza arată sistem digestiv uman, arată și denumește organul care produce sucul digestiv și hormoni în același timp.

9.
Cum centura extremităților inferioare și membru inferior persoană în legătură cu mersul vertical?

10.

Ce se arată în imagine? Povestește-ne despre caracteristicile acestor oase umane.

11.Spuneți-ne despre caracteristicile structurale ale coloanei vertebrale umane în legătură cu mersul vertical.

12. Numiți vasele prezentate în imagine, spuneți-ne despre caracteristicile structurii și funcțiilor lor.

13. Spuneți-ne cum să acordăm primul ajutor victimelor.

14. Există o anumită relație între pozițiile primei și celei de-a doua coloane din tabelul de mai jos.

Ce concept ar trebui să fie introdus în spațiul liber din acest tabel? 1) stern; 2) glanda lacrimală; 3) glanda pituitară; 4) ficat. Ce este sistemul endocrin?

15. Alege trei răspunsuri corecte. Semnele de țesut nervos includ:

A) țesutul este format din celule care au corp și procese

B) celulele sunt capabile să se contracte

B) există contacte între celule numite sinapse

D) celulele sunt caracterizate prin excitabilitate

D) există multă substanță intercelulară între celule

Ce proprietăți au mușchii netezi și striați și care parte? sistem nervos Fiecare dintre ele este reglementat?
Ce se întâmplă cu inactivitatea fizică și activitatea fizică sistematică?
Ce tip de țesut este sângele și de ce?
Care este meritul lui Louis Pasteur și Ilya Ilici Mechnikov?
Ce a dat omenirii descoperirea imunității?
Care este semnificația vaccinurilor și a serurilor terapeutice? Care este diferența?
De ce ar trebui luate în considerare grupele sanguine ale donatorului și primitorului atunci când se face o transfuzie de sânge? În ce cazuri trebuie luat în considerare factorul Rh?
Cum să prevenim bolile sistemului cardiovascular? Ce trebuie făcut pentru a întări sistemul cardiovascular?
Cum afectează fumatul sistemele respirator și circulator?
Cum diferă moartea clinică de moartea biologică?
Cum se schimbă mâncarea în cavitatea bucală si in stomac? Ce proprietăți au enzimele?
Cum se schimbă alimentele în duoden?
Ce procese apar în intestinul subțire și gros? Ce se întâmplă cu disbioza?
Care este importanța vitaminelor? Cum se păstrează vitaminele în alimente?
Luați în considerare o diagramă a sistemului urinar și descrieți structura și funcțiile rinichilor, ureterelor, vezicii urinare și uretrei. Cum funcționează nefronul?

Răspunsuri la manualele școlare

Textile este o colecție de celule similare ca origine, structură și funcție și substanță intercelulară.

2. Ce țesături cunoașteți?

În corpul animalelor și al omului, există patru tipuri de țesuturi: epitelial, conjunctiv, muscular și nervos.

3. Ce țesut conjunctiv diferit de epitelial?

Celulele țesutului epitelial sunt situate în rânduri apropiate în unul sau mai multe straturi și au o cantitate mică de substanță intercelulară; ele pot fi îndepărtate și înlocuite cu altele noi. Celulele țesutului conjunctiv se caracterizează prin prezența unei substanțe intercelulare bine dezvoltate, care determină proprietățile sale mecanice.

4. Ce tipuri de țesut epitelial și conjunctiv cunoașteți?

La țesuturile epiteliale includ: epiteliul scuamos, epiteliul cuboidal, epiteliul ciliat, epiteliul columnar și țesutul glandular care produce diverse secreții (sudoră, salivă, suc gastric, suc pancreatic).

La țesuturile conjunctive includ: țesuturi de susținere - cartilaj și os, țesut lichid- sânge, țesut conjunctiv lax elastic care separă fibrele musculare, țesut adipos, țesut conjunctiv dens care alcătuiește tendoanele.

5. Ce proprietăți au celulele țesutului muscular - netede, striate, cardiace?

Muşchi orice tip are proprietăți precum excitabilitatea și contractilitatea.

Țesut muscular neted (nestriat). asigură funcționarea vaselor de sânge și a organelor interne, de exemplu stomacul, intestinele, bronhiile, adică organe care lucrează automat împotriva voinței noastre. Cu ajutorul mușchilor netezi, se modifică dimensiunea pupilei, curbura cristalinului ochiului etc.

Țesut muscular striat (striat). face parte din mușchii scheletici, care lucrează atât în mod reflex, cât și conform voinței noastre (voluntar), formează mușchii limbii, faringelui și partea superioară a esofagului.

Țesut muscular cardiac (ușor striat). constă și din fibre musculare, dar au o serie de caracteristici. În primul rând, aici fibrele musculare învecinate sunt conectate între ele într-o rețea. În al doilea rând, au un număr mic de nuclee situate în centrul fibrei. Datorită acestei structuri, excitația care apare într-un singur loc acoperă rapid întregul tesut muscular implicate în reducerea.

6. Ce funcții îndeplinesc celulele neurogliale?

Neuroglia îndeplinește mai multe funcții. Una dintre ele este bariera. Toate substanțele din vasul de sânge intră mai întâi în celulele neurogliale, care trec substanțele necesare neuronilor și le rețin pe cele toxice. În plus, celulele neurogliale îndeplinesc și un rol de susținere, susținând mecanic neuronii.

7. Care este structura și proprietățile neuronilor?

Un neuron are un corp din care se extind procesele - dendrite scurte, ramificate și un proces lung care se ramifică la capăt - un axon. Dendritele conduc impulsurile nervoase către corpul unui neuron, iar un axon - de la corpul unui neuron la un alt neuron sau la un organ de lucru. În funcție de numărul de procese, neuronii sunt împărțiți în multipolari - neuroni multi-proces (mai mult de 3 procese), bipolari - celule cu 2 procese, neuroni unipolari - cu un singur proces, care se bifurcă la o anumită distanță de celulă.

8. Care sunt diferențele de structură și funcție dintre dendrite și axoni?

Dendrită- un proces care transmite excitația către corpul neuronului. În cele mai multe cazuri, un neuron are mai multe dendrite scurte, ramificate. Dar există neuroni care au doar o singură dendrită lungă.

Dendrita nu are de obicei o teacă de mielină albă.

Un axon este singura extensie lungă a unui neuron care transmite informații din corpul neuronului către neuronul ulterior sau către organul de lucru. Axonul se ramifică doar la capăt, formând ramuri scurte - terminale. Axonul este de obicei acoperit cu o teaca de mielina alba.

9. Ce este o sinapsă?

Sinapsele sunt punctele de contact dintre celulele nervoase.