Тема: Фізіологія скелетних і гладких м’язів, опорно-рухового апарату.

Лекція №5.

План:

1. Будова та функції нервово-м’язового синапсу.

2. Види м’язів. Функції і властивості скелетних м’язів в організмі. Будова м’язового волокна. Типи м’язових волокон. Рухові одиниці.

3. Механізм поєднання збудження та скорочення у м’язових волокнах. Розслаблення м’язів.

Типи скорочення м’язів залежно від зміни їхньої довжини та напруження:

ізометричні, ізотонічні. Сила і робота м’язів.

4. Енергетика м’язового скорочення. Фази теплоутворення.

5. Фізіологія та властивості гладеньких м’язів. Автоматія.

1. Синапс – функціональний контакт між збудливими клітинами. Вони бувають за локалізацією центральні і периферичні. Периферичні можуть бути міоневральними і невроепітеліальними.

Нервово-м’язові (хімічні) сполучення (між аксонами рухових нейронів і волокнами скелетних м’язів) завдяки їх формі звуть кінцевими пластинками. Вони відрізняються від центральних синапсів більшою площею синаптичної мембрани.

Будова синапса:

1) Пресинаптична мембрана – електрогенна мембрана нервового закінчення. В синаптичних міхурцях нервового закінчення є медіатор ацетилхолін.

2) Постсинаптична мембрана (кінцева пластинка) – електрогення мембрана м’язового волокна, яка має велику кількість складок, які збільшують її площу. ПСМ має холинорецептори (спеціальні білки).

3) Синаптична щілина –забезпечує швидку дифузію ацетілхоліна.

Механізми передачі збудження через міоневральний синапс.:

1. Тимчасова деполяризація пресинаптичної мембрани: ПД пресинаптичної мембрани (виникає через ПД нервового волокна), йде звільнення медіатора.

2. Взаємодія медіатора з рецепторами на ПСМ – виникає деполяризація постсинаптичної мембрани : збуджувальний постсинаптичний потенціал (ЗПСП) або потенціал кінцевої пластинки (ПКП), це нерозповсюджена хвиля збудження або локальна відповідь. Чим більше медіаторів, тим більше ПКП.

ПКП поширюється на сусідні ділянки постсинаптичної мембрани за допомогою місцевих струмів (або колових). Ці струми в незбуджених ділянках мають вихідний напрям, тобто викликають деполяризацію. Сила цих струмів надпорогова (40-50 мВ).

Отже, місцеві струми викликають деполяризацію до критичного рівня і розвиток ПД, які поширюються вздовж мембрани всього м’язового волокна, і через електромеханічне спряження будіть викликати скорочення м’яза.

Механізм передачі збудження: ПД нервового волокна – поширення ПД по пресинаптичній мембрані – відкриття кальцієвих каналів –вихід іонів кальцію всередину нервового закінчення – взаємодія з везикулами – рух везикул до пресинаптичної мембрани –злиття везикул з пресинаптичною мембраною –вихід медіатора ацетилхоліну в синаптичну щілину – дифузія медіатора до мембрани кінцевої пластинки - взаємодія з мембранними циторецепторами – відкриття натрієвих каналів – вихід натрію в м’язове волокно через кінцеву пластинку – деполяризація кінцевої пластинки (ПКП).

Основні фізіологічні властивості синапса:

1. Однобічне проведення збудження – від нерва до м’яза.

2. Синаптична затримка (0,2-0,5 мс) (час на висвободження і проходження медіатора) – швидкість проведення збудження через синапс менша за нервове проведення.

3. Синапс більш втомлюється чим нерв (нерв практично не втомлюється). Основна причина – зменшення запасів медіатора, накопичення продуктів обміну речовин.

4. Збудження передається через нервово-м’язовий синапс без трансформації ритму: один ПД на пресинаптичній мембрані викликає 1 ПКП на мембрані кінцевої пластинки, а це викликає 1 ПД на мембрані м’язового волокна.

Медіатор ацетилхолін взаємодіє з рецепторами протягом короткого часу, після чого комплекс медіатор-циторецептор розпадається і медіатор руйнується ферментом ацетілхолінестеразою, активність якого в синапсі дуже висока.

2. М’язи людини поділяються на три види: посмуговані скелетні, посмугована серцева и не посмуговані (судин, шкіри, внутрішніх органів).

Всі м’язи мають слідуючи функції: збудливість (здатність генерувати ПД), провідність (здатність до проведення збудження вздовж м’язового волокона) і скоротливість (здатність скорочуватися, тобто змінювати власну довжину і напругу).

Структурною одиницею скелетного м’яза є м’язове волокно – багатоядерний міоцит циліндричної форми, довжиною від кількох міліметрів до кількох сантиметрів. Волокно вкрите оболонкою – сарколемою. Під сарколемою знаходиться саркоплазма з міофібрилами (скорочувальними посмугованими нитками) і саркоплазматичною сіткою СС (система трубочок і цистерн, які з’єднують міофібрили). Міофібрила складається з ниток – міофіламентів або протофібрил (товстих – з білка міозину і тонких – з білка актину). Товсті міофіламенти складаються з головки, шийки і хвоста. Кожен товстий міофіламент оточений трьома тонкими, які по відношенню до нього розташовані під кутом 120 градусів. Тонкі міофіламенти складаються з двох ниток актину, молекули якого мають глобулярну структуру і нагадують намисти. Тонки міофіламенти перетинаються лінією Z (телограма). Ділянка між двома лініями Z називають саркомер (в середині розташовані диски А, а на периферії диски І). Саркомер – елемент скорочувального апарату скелетних м’язів. Диск А – анізотропний (з властивістю подвійного заломлення світла), складається з актину і міозину. Диск І – ізотропний (має поодиноке заломлення світла), складається тільки з ниток актину. Завдяки темним (диск А) та світлим дискам (диск І) м’язові волокна скелетних м’язів та м’язів серця мають поперечну смугастість.

Рухова ( нервово - м’язова) одиниця – це руховий нейрон з відростками (аксон)

і м’язові волокна, які він іннервує. Рухова одиниця – головний функціональний

волокон, що залежить від спеціалізації м’яза. Чим тонкіша робота, тим менша

кількість м’язових волокон включена в нейромоторну одиницю (н-д, рухова

одиниця м’язів ока має три-чотири волокна, а в м’язах спини – декілька тисяч

м’язових волокон). Розрізняють швидкі і повільні рухові одиниці. Повільні РО скорочуються більш триваліше за швидкі РО, мають меншу швидкість скорочення, розвивають меншу м’язову силу, втомлення в них розвивається пізніше. М’язи складаються з швидких і повільних рухових одиниць у різних співвідношеннях.

3. Механізм скорочення забезпечений актоміозиновою взаємодією (взаємодія головок міозину з активними центрами актину) за теорією ковзання акти нових протофібрил відносно міозинових. Причиною руху акти нових ниток відносно міозинових є «нахил» голівки після її приєднання до активного центру актину.

Деполяризація мембрани м’язового волокна, захоплює мембрани Т-трубочок, мембрани цистерн СС. Це підвищує проникність мембран СС до іонів кальцію, які по градієнту концентрації йдуть всередину міофібрил і розповсюджуються між актиновими і міозиновими нитками. Тут іони кальцію виконують дві функції: а)зв’язуються з кальмодулином, відкривають активний центр актину, з яким в тотчас зв’язується міозинів мостик; кальмодулин активує АТФ-азу, сприяє використанню енергії АТФ для зв’язку активного центру актину і головки міозину.

б) нейтралізують негативні заряди АТФ і АТФ-ази мостика, мостик зменшується і АТФ-аза приближується до АТФ і розщеплює її.

Енергія АТФ йде на поворот міозинового мостика (нахил головки), який вже зв’язаний з актином (поворіт голівки містка нагадує рух весла). Відбувається ковзання ниток актину і міозину по відношенню один до одного.

При скороченні м’яза довжина анізотропних дисків не зменшується, а зменшується довжина ізотропних дисків в результаті ковзання. Якщо м’яз скорочується на половину своєї довжини, то в кожному саркомері повинно відбутися 50 «веслувальних» рухів.

Розслаблення м’яза. Концентрація іонів кальцію в саркоплазмі знижується за рахунок кальцієвого насосу на мембранах трубочок СС, в результаті чого іони кальція закачуються в СС. Актоміозинові зв’язки розриваються і м’яз в силу своїх пасивних властивостей (еластичність, упру гість) подовжується – розслаблюється. Насос кальцію використовує енергію АТФ – активний процес.

Таким чином, енергія АТФ під час м’язового скорочення витрачається:

1. На роботу натрій-калієвого насосу зовнішньої мембрани м’язового волокна = на сарколемі (створення мембранного потенціалу дії, тобто збудження).

2. На скорочення м’яза – поворот або «нахил» головки міозину, ковзання протофібрил.

3. На роботу кальцієвого насосу СС (створення надлишку іонів кальція в порожнинах СС) і розслаблення м’язу.

Читайте також:

<== попередня сторінка	\|	наступна сторінка ==>
Тема: Фізіологія збудливих тканин. Властивості збудливих тканин.	\|	Енергетика м’язового скорочення. Теплоутворення.

Не знайшли потрібну інформацію? Скористайтесь пошуком google:

Генерація сторінки за: 0.012 сек.