Скелетные мышцы

1.

Вопросы
Михаил Русинов 731 группа

2.

Дайте общую
характеристи
ку мышцам
человека.
1. Скелетные мышцы
Структура: Состоят из длинных, многоядерных мышечных
волокон с поперечно-полосатой структурой, видимой под
микроскопом.
Контроль: Находятся под произвольным контролем, что
позволяет человеку сознательно управлять их
сокращением.
Функция: Обеспечивают движение скелета, поддерживают
осанку и стабилизируют суставы. Участвуют в выполнении
физических действий, таких как ходьба, бег и поднятие
тяжестей.
Типы волокон: Содержат разные типы мышечных волокон
(медленные и быстрые), что позволяет адаптироваться к
различным физическим нагрузкам.

3.

2. Гладкие мышечная ткань
Структура: Состоят из веретенообразных
клеток, которые не имеют поперечной
полосатости и являются одноядерными.
Контроль: Находятся под непроизвольным
контролем, что означает, что их сокращение не
поддается сознательному управлению.
Функция: Находятся в стенках внутренних
органов (например, желудка, кишечника,
кровеносных сосудов) и отвечают за
автоматические движения, такие как
перистальтика, сужение и расширение сосудов.
Скорость сокращения: Сокращаются медленно
и могут поддерживать сокращение в течение
длительного времени.

4.

3.Сердечные мышцы
Структура: Состоят из специализированных клеток, называемых
кардиомиоцитами, которые имеют поперечную полосатость и одно или
два ядра.
Контроль: Находятся под непроизвольным контролем, но имеют
собственную систему автоматии, обеспечивающую ритмичное
сокращение.
Функция: Основная функция — перекачивание крови по всему
организму через сердце. Обеспечивает постоянный кровоток и
кислородоснабжение тканей.
Скорость сокращения: Сокращаются ритмично и с определенной
частотой, регулируемой нервной и гормональной системами.

5.

В чем заключаются
особенности макроструктуры
и микроструктуры скелетной
мышцы?
Микроструктура скелетной мышцы: 1. Мышечные волокна:
Скелетные мышцы состоят из длинных клеток-поперечнополосатых волокон, которые обладают многоядерностью
(несколько ядер на одно волокно).
2. Миофибриллы: Внутри мышечных волокон находятся
миофибриллы — структуры, состоящие из актиновых и
миозиновых филаментов, которые отвечают за сокращение
мышцы.
3. Саркомеры: Основная функциональная единица
сокращения мышцы. Каждый саркомер состоит из
организованных единиц актиновых и миозиновых филаментов,
образующих поперечные полосы (поперечнополосатое
строение).
4. Сарколемма и Т-трубочки: Сарколемма — это клеточная
мембрана мышечного волокна, а Т-трубочки представляют
собой углубления сарколеммы, которые обеспечивают
распространение электрического импульса к миофибриллам.
5. Саркоплазматический ретикулум: Сеть мембранных
структур, отвечающая за хранение и освобождение кальция,
необходимого для мышечного сокращения.

6.

Макроструктура скелетной мышцы: 1. Форма и
расположение: Скелетные мышцы имеют
волокнистую структуру и могут быть различной
формы (например, плоские, веретеновидные) и
размера. Они располагаются по всему телу и
прикрепляются к костям с помощью сухожилий.
2. Мышечные фасции: Внешняя оболочка мышцы,
состоящая из соединительной ткани. Бывает
поверхностной (непосредственно под кожей) и
глубокой (окружающей мышцы).
3. Пучки мышечных волокон: Мышцы состоят из
пучков, которые, в свою очередь, содержат
множество индивидуальных мышечных волокон
(миофибрилл). Пучки окружены перимизием.
4. Кровоснабжение и иннервация: Каждая мышца
имеет хорошо развитую сеть кровеносных сосудов и
нервных окончаний, что обеспечивает доставку
кислорода и питание, а также регулирование
сокращений.

7.

Что такое двигательная
единица?
• Двигательная единица — это
основная функциональная
единица, ответственная за
выполнение движений в
организме. Она состоит из
мотонейрона, который находится
в спинном мозге или головном
мозге, и всех мышечных волокон,
которые он иннервирует. Когда
мотонейрон посылает сигнал, это
приводит к сокращению всех
мышечных волокон, входящих в
эту единицу.

8.

Охарактеризуйте типы мышечных
волокон
1. Мышечные волокна типа I (медленные окислительные или красные волокна): Характеристики: Содержат большое количество миоглобина, митохондрий и капилляров,
что обеспечивает их способность к аэробному метаболизму. - Функция: Обеспечивают
длительную работу при низкой интенсивности; устойчиы к утомлению. - Примеры:
Используются при длительных аэробных нагрузках, таких как бег на длинные дистанции,
плавание, велосипедный спорт.
2.Мышечные волокна типа II (быстрые окислительные или белые волокна с аэробной
прибавкой): - Характеристики: Обладают несколькими свойствами, которые делают их
промежуточными между типами I и IIb. Они содержат достаточное количество
миоглобина и митохондрий, что позволяет им использовать как аэробный, так и
анаэробный метаболизм. - Функция: Хорошо подходят для упражнений средней
интенсивности и продолжительности, могут работать достаточно долго, но утомляются
быстрее, чем тип I. - Примеры: Занятия спортом, требующие как силы, так и
выносливости, например, плавание на средней дистанции или спринт с интервалами.
3. Мышечные волокна типа II (быстрые анаэробные или белые волокна): Характеристики: Содержат меньше миоглобина и митохондрий, вследствие чего имеют
меньшую способность к аэробному метаболизму. Они обеспечивают высокую силу и
мощность, но быстро утомляются. - Функция: Обеспечивают резкие, мощные сокращения
на короткое время; используются в анаэробных упражнениях. - Примеры: Упражнения
высокой интенсивности, такие как спринт или тяжелая атлетика.

9.

В чем сущность механизма мышечного сокращения (теории
скольжения)?
Механизм мышечного сокращения по теории скольжения объясняется взаимодействием между актиновыми и миозиновыми
филаментами, которые являются основными белками мышечных волокон
1. Структура миофибрилл: Мышечные волокна состоят из миофибрилл, которые, в свою очередь, состоят из тонких (актиновых) и толстых
(миозиновых) филаментов.
2. Состояние покоя: В состоянии покоя актино-миозиновые взаимодействия минимальны, так как миозиновые головки не связаны с
актиновыми филаментами.
3. Инициирование сокращения: Когда мышца получает сигнал к сокращению (обычно через нервное возбуждение), высвобождается кальций
из саркоплазматического ретикулума. Кальций связывается с тропонином, изменяя его конформацию. Это, в свою очередь, позволяет
тропомиозину сместиться и открывает активные сайты на актине для связывания с миозиновыми головками.
4. Связывание и наклон: Когда миозиновая головка связывается с актином, она совершает наклон (гибкий поворот), который вызывает "сдвиг"
актина. Этот процесс называется "движение в наклоне" (power stroke) и приводит к сглаживанию мышечных фибрилл.
5. Отделение и повторение: После выполнения наклона АТФ связывается с миозином, что приводит к отделению миозиновой головки от
актина. Затем АТФ гидролизуется, и миозиновая голова возвращается в исходное положение, готовая к следующему циклу связывания.
6. Сокращение: В результате непрерывных циклов связывания, наклона и отделения филаменты "скользят" относительно друг друга, что и
приводит к укорочению саркомеров и, соответственно, всей мышцы.

10.

В чем заключаются химизм и
энергетика мышечного сокращения?
• Химизм мышечного сокращения:
-Состав мышц: Мышечные волокна содержат белки, такие как актин и миозин, которые играют ключевую роль в сокращении мышц.
-Сигналы для сокращения: Когда нервный импульс достигает мышечного волокна, он вызывает выделение кальция из саркоплазматического ретикулума (специфической структуры
внутри мышечной клетки). Кальций связывается с тропонином, что приводит к изменению конфигурации актиновых и миозиновых филаментов.
-Цикл актин-миозин: После связывания кальция миозиновые головки связываются с актином, образуя мостики. Затем, используя энергию, полученную от гидролиза АТФ
(аденозинтрифосфата), миозинные головки "сгибаются", что приводит к сдвигу актиновых филаментов и сокращению мышцы.
-Расслабление мышцы: После сокращения, когда нервный импульс прекращается, кальций возвращается в саркоплазматический ретикулум, что приводит к диссоциации актинмиозиновых мостиков и расслаблению мышцы.
Энергетика мышечного сокращения:
-АТФ как источник энергии: АТФ является основным источником энергии для мышечного сокращения. Его гидролиз (разложение) на аденозиндифосфат (АДФ) и неорганический
фосфат (Pi) обеспечивает энергию, необходимую для работы миозиновых головок.
-Фосфокреатин: В мышцах также хранится фосфокреатин, который может быстро регенерировать АТФ из АДФ. Этот процесс особенно важен при интенсивной физической
активности.
-Аэробный и анаэробный метаболизм: В зависимости от интенсивности нагрузки, мышцы могут получать энергию как аэробным (с использованием кислорода), так и анаэробным
(без кислорода) путем. Аэробный метаболизм более эффективен, но требует больше времени для обеспечения необходимой энергии.
-Лактат: При анаэробном метаболизме, особенно при высокой интенсивности, может образовываться молочная кислота (лактат), что приводит к утомлению мышц.

11.

Какие компоненты образуют анаэробную и аэробную энергетические системы?
Анаэробная энергетическая система
Анаэробная система работает без кислорода и обеспечивает быструю, но кратковременную энергию. Она делится на две основные подкатегории:
Фосфагенная система (ATP-CP система):
Компоненты:
АТФ (аденозинтрифосфат): Энергетическая молекула, используемая для немедленных нужд.
Креатинфосфат (КФ): Хранит фосфатные группы, которые могут быть быстро переданы для регенерации АТФ.
Процесс: При физической нагрузке креатинфосфат быстро расщепляется, обеспечивая фосфат для синтеза АТФ. Эта система активна в течение первых 10-15 секунд
интенсивной активности.
Гликолитическая система (анаэробный гликолиз):
Компоненты:
Глюкоза: Основной источник энергии, получаемый из углеводов.
Гликоген: Запасенная форма глюкозы в мышцах и печени.
Процесс: Глюкоза расщепляется до пирувата, что приводит к образованию АТФ. В условиях недостатка кислорода пируват превращается в молочную кислоту (лактат), что
может вызвать утомление. Эта система активна в течение 30 секунд до 2-3 минут.
Аэробная энергетическая система
Аэробная система работает с кислородом и обеспечивает более длительное, но медленное выделение энергии.
Компоненты:
Глюкоза: Как и в анаэробной системе, глюкоза является основным источником энергии.
Жирные кислоты: Используются как источник энергии, особенно во время длительных физических нагрузок.
Кислород: Необходим для окисления глюкозы и жирных кислот.
Митохондрии: Органеллы, где происходит окислительное фосфорилирование и синтез АТФ.
Процесс: В аэробной системе глюкоза и жирные кислоты окисляются с использованием кислорода, что приводит к образованию АТФ, углекислого газа и воды. Эта система
активна при низкой и умеренной интенсивности физической активности и может поддерживать работу организма на протяжении длительного времени (от нескольких минут до
нескольких часов).

12.

Какой тип сокращения мышц
называют изотоническим, а какой
ауксотоническим?
Изотоническое сокращение
Определение: Изотоническое сокращение — это тип сокращения, при котором
длина мышцы изменяется, а напряжение остается постоянным. Это происходит,
когда мышца сокращается и выполняет работу, например, при поднятии веса.
Примеры: Подъем гири (где вес остается постоянным, но длина мышцы
изменяется), сгибание рук в локтевом суставе.
Ауксотоническое сокращение
Определение: Ауксотоническое сокращение — это тип сокращения, при
котором одновременно происходят изменения в длине мышцы и в ее
напряжении. Мышца сокращается, и при этом увеличивается как напряжение,
так и сила, которую она развивает.
Примеры: Подъем тяжестей, когда сначала мышца сокращается (уменьшаясь в
длине), а затем, по мере увеличения нагрузки, напряжение также
увеличивается.

13.

Что такое
изометрическ
ий тип
сокращения
мышц
• Изометрическое сокращение мышц — это тип сокращения, при котором длина
мышцы остается постоянной, а напряжение в ней увеличивается. Это происходит,
когда мышца активируется, но не укорачивается и не удлиняется, что приводит к
статическому напряжению без движения.
-Основные характеристики изометрического сокращения:
• Длина мышцы: Не изменяется, то есть мышца не сокращается и не
растягивается.
• Напряжение: Увеличивается, что позволяет мышце противостоять внешним силам
или удерживать положение.
• Примеры:
• Удерживание веса на месте, например, при планке или прижимании гири к
груди без движения.
• Упражнения на стене, такие как приседания у стены, когда спина прижата к
стене и колени согнуты под углом 90 градусов.

14.

В чем суть закона средних нагрузок?
Суть закона средних нагрузок заключается в том, что организм адаптируется к физическим нагрузкам, которые превышают его обычный уровень активности.
Этот закон описывает, как мышцы, суставы и другие системы организма реагируют на стресс и нагрузки, позволяя им развиваться и улучшаться.
Основные аспекты закона средних нагрузок включают:
Адаптация к нагрузкам: Когда мышцы подвергаются определённым нагрузкам, они начинают адаптироваться к этим условиям. Это может проявляться
в увеличении силы, выносливости или объёма мышечной ткани.
Порог нагрузки: Чтобы вызвать адаптацию, нагрузки должны превышать обычный уровень активности. Это означает, что для достижения прогресса
необходимо постепенно увеличивать интенсивность и объем тренировок.
Принцип прогрессии: Для эффективного развития силы и выносливости необходимо регулярно увеличивать нагрузки. Это может быть сделано путем
увеличения веса, количества повторений или времени выполнения упражнения.
Индивидуальные различия: Адаптация к нагрузкам может варьироваться в зависимости от индивидуальных особенностей, таких как возраст, пол,
уровень подготовки и генетика. Это означает, что разные люди могут по-разному реагировать на одни и те же нагрузки.
Периодизация: Для оптимальных результатов важно планировать тренировки с учетом периодизации, что позволяет организовать циклы нагрузки и
восстановления, предотвращая переутомление и травмы.

15.

Что такое латентный период
одиночного сокращения?
Латентный период одиночного сокращения — это первый этап в процессе
сокращения мышцы, который начинается с момента, когда мышечное волокно
получает сигнал к сокращению, и заканчивается, когда начинается фактическое
сокращение мышцы. Этот период включает в себя несколько ключевых процессов:
Сигнал: Латентный период начинается с передачи нервного импульса к мышечному
волокну, что вызывает высвобождение кальция из саркоплазматического ретикулума.
Высвобождение кальция: Кальций играет важную роль в активации сокращения
мышц. Его высвобождение инициирует взаимодействие между актином и миозином,
двумя основными белками, участвующими в сокращении мышцы.
Подготовка к сокращению: В течение латентного периода происходит подготовка
всех необходимых механизмов для сокращения, но само сокращение еще не
происходит.

16.

Какие условия приводят к образованию
тетанического сокращения
мышц?
Тетаническое сокращение мышц — это состояние, при котором мышцы находятся в
постоянном сокращении без видимых периодов расслабления. Это происходит в результате
высокочастотной стимуляции мышечных волокон. Основные условия, приводящие к
образованию тетанического сокращения, включают:
Частота стимуляции: Если мышечные волокна получают нервные импульсы с достаточно
высокой частотой (обычно более 20–30 импульсов в секунду), это приводит к тому, что мышцы
не успевают расслабиться между сокращениями, что и вызывает тетанус.
Высвобождение кальция: При частой стимуляции происходит постоянное высвобождение
кальция из саркоплазматического ретикулума. Это поддерживает взаимодействие между
актином и миозином, что приводит к устойчивому сокращению мышцы.
Увеличение напряжения: При нарастании частоты стимуляции увеличивается суммация
напряжения, что приводит к более сильному сокращению мышцы. Это означает, что каждое
новое сокращение происходит на фоне уже существующего сокращения.
Устойчивость к утомлению: Мышцы должны быть достаточно выносливыми, чтобы
выдерживать длительное сокращение без значительного утомления. Некоторые мышцы, такие
как мышцы спины, лучше адаптированы к тетаническим сокращениям.
Оптимальные условия: Температура, уровень кислорода и наличие питательных веществ
также играют важную роль в способности мышц поддерживать тетаническое сокращение.

17.

Каково значение синхронной
активности ДЕ
Увеличение силы сокращения: Синхронная активация нескольких двигательных единиц позволяет значительно увеличить
силу сокращения мышцы. Когда несколько ДЕ активируются одновременно, это приводит к более мощному и эффективному
сокращению.
Координация движений: Синхронная активность ДЕ обеспечивает более точное и слаженное выполнение движений. Это
особенно важно для сложных двигательных задач, требующих высокой точности и координации, таких как спортивные
действия или манипуляции с предметами.
Снижение утомляемости: Синхронная активация позволяет распределить нагрузку между различными мышечными
волокнами, что может помочь снизить утомляемость. Это особенно важно при длительных физических нагрузках.
Оптимизация работы мышц: Синхронная активность позволяет оптимально использовать ресурсы мышц, что способствует
более эффективному выполнению задач. Это также может помочь избежать травм, так как мышцы работают более
согласованно.
Адаптация к тренировкам: При регулярных тренировках синхронная активность ДЕ может улучшаться, что приводит к
повышению силы и выносливости мышц. Это также способствует улучшению нейромышечной координации.