№2_нервно_мышечная_физиология_Сиянова_

1.

Амурская государственная медицинская академия
(АГМА)
Нервно-мышечная физиология
Составитель: к.б.н. Сиянова И.В.
доцент кафедры физиологии и
патофизиологии

2.

План лекции
1. Физиология нервно-мышечного синапса.
2. Понятие о нейромоторных единицах.
3. Физические и физиологические свойства мышц. Типы
мышечных сокращений. Сила и работа мышц.
4. Теория мышечного сокращения.

3. 1. Физиология нервно-мышечного синапса

Синапс - место контакта между двумя клетками - пресинаптическим нейроном и иннервируемой
им постсинаптической клеткой-мишенью. Служит для передачи нервного импульса между двумя
клетками
По механизму передачи нервного импульса различают:
химические
синапсы
проведение
осуществляется
с помощью медиатора - химического посредника;
возбуждения
- электрические синапсы - клетки соединяются
высокопроницаемыми контактами в области нексусов
с малым расстоянием между мембранами,
где импульсы проходят не задерживаясь электрическим путем;
- смешанные синапсы.
Классификация химических синапсов
По месту нахождения:
- периферические;
- центральные.
По месту контакта между нейронами:
- аксо-дендритические;
- аксо-соматические;
- аксо-аксональные;
- дендро-дендритические.
В зависимости от медиатора:
- аминергические (серотонин, адреналин);
- холинергические (ацетилхолин);
- пуринергические (АТФ, аденозин).
По эффекту медиатора:
- возбуждающие;
- тормозные

4. Синапс состоит из трех частей:

пресинаптическое окончание - содержит синаптические
пузырьки (везикулы) с медиатором, имеются митохондрии
постсинаптическая
- это продолжение межклеточного пространства;
имеет
специфические
хеморецепторы,
малое
количество каналов для ионов
натрия.
Здесь
возникает
локальное
возбуждение
(ВПСП).
синапс при большем
увеличении

5. Этапы передачи возбуждения в нервно-мышечном синапсе:

1. нервный импульс поступает по аксону нейрона и
вызывает
деполяризацию
пресинаптической
мембраны;
2. открытие кальциевых каналов, Ca2+ по градиенту
концентрации поступает внутрь синаптического
окончания;
3. ионы Ca2+ взаимодействуют с синаптическими
пузырьками, они приближаются к пресинаптической
мембране и сливаются с ней, медиатор
ацетилхолин выходит в синаптическую щель;
4. взаимодействие медиатора ацетилхолина с
холинорецепторами
на
постсинаптической
мембране;
5. открытие
натриевых
каналов
на
постсинаптической
мембране.
Натрий
устремляется во внутриклеточное пространство
мышечного волокна;
6. поступление Na+ в цитоплазму мышечного
волокна приводит к уменьшению мембранного
потенциала (деполяризации) постсинаптической
мембраны и формированию потенциала концевой
пластинки (ПКП, ВПСП);
7. возникновение потенциала концевой пластинки
вызывает генерацию потенциала действия на
соседнем участке мембраны мышечного волокна

6. Основными свойствами синапса является:

1. проведение возбуждения только в одну сторону: от пресинаптической
постсинаптической. В обратном направлении импульс передаваться не может;
2. передача возбуждения в синапсе происходит с задержкой (около 0,5 мс);
3. количество медиатора пропорционально частоте приходящих нервных импульсов;
4. суммация возбуждения на постсинаптической мембране;
5. низкая лабильность;
6. высокая чувствительность к химическим веществам, недостатку кислорода;
7. высокая утомляемость
мембраны
к

7. 2. Понятие о нейромоторных единицах

Нейромоторная (двигательная) единица - это морфологический комплекс, состоящий из
двигательного нейрона (альфа-мотонейрона, расположенного в спинном мозге или в стволе мозга) и
иннервируемых его разветвлениями аксона групп мышечных волокон
Виды двигательных единиц:
- медленные мало утомляемые;
- быстрые легко утомляемые;
- быстрые, устойчивые к утомлению
В мышце имеются все
виды
двигательных
единиц в различных
соотношениях
Классификация мышечных волокон:
Быстрые (фазные):
- высокое содержание миофибрилл саркоплазмы;
- мало миоглобина (белый цвет волокон);
- малая сеть капилляров;
- длительность сокращения 10 - 30 мс;
- возбуждаются импульсами частотой 50 в 1 с.;
- много мышечных волокон;
- большая сила сокращения;
- более утомляемы.
Медленные (тонические):
- много миоглобина (красный цвет волокон);
- большая сеть капилляров;
- длительность сокращения 100 мс.;
- возбуждаются импульсами частотой 10 - 15 в 1 с.;
- мало мышечных волокон;
- малая сила сокращения;
- менее утомляемы

8. 3. Физические и физиологические свойства мышц

Физиологические свойства мышц:
- возбудимость - способность приходить в состояние возбуждения
при действии раздражителей;
- сократимость - изменение длины или напряжения в ответ на
действие раздражителя;
- рефрактерность - кратковременное снижение возбудимости
вслед за ПД;
- лабильность - скорость протекания возбуждения мышечной
ткани. Оптимум - частота раздражения, поступающая на фазу
повышенной возбудимости (экзальтация). Пессимум - большая
частота раздражений, попадающих на фазу пониженной
возбудимости мышцы (период рефрактерности), приводящее к
ослаблению сокращения;
- проводимость - способность проводить возбуждение;
-автоматия - способность самовозбуждаться, т.е. самостоятельно,
без воздействия стимула генерировать ПД и сокращаться
нельзя увидеть
физиологические свойства, глядя на мышцу
Физические свойства мышц:
- растяжимость – изменение длины под действием
растягивающей силы;
- эластичность - восстановление первоначальной длины
после прекращения действия растягивающей или
деформирующей силы;
- сила мышцы определяется максимальным грузом,
который мышца в состоянии поднять;
- способность мышцы совершать работу - определяется
произведением величины поднятого груза на высоту
подъёма;
- пластичность (для гладких мышц) - способность
удерживать исходное напряжение при увеличении
растяжения
можно увидеть
физические свойства, глядя на мышцу

9. Виды и режимы сокращений мышцы:

https://i.pinimg.com/736x/5d/f3/b5/5df3b5ff957e0a9afda583eceb1ccc9b.jpg
Виды и режимы сокращений мышцы:
Виды сокращений мышцы:
- динамические - чередование сокращения и расслабления;
- статические - длительное сокращение без изменения длины
мышцы
-
-
Режимы сокращений:
изотонический - волокна мышцы укорачиваются, но
напряжение остаётся постоянным. Наблюдается при
отсутствии нагрузки на мышцу, когда она закреплена с
одного конца и свободно сокращается;
изометрический - длина мышцы не изменяется, но
развиваемое ею напряжение возрастает. Пример: поднятие
груза, который больше силы мышцы;
- ауксотонический - одновременно изменяются длина и
напряжение. Характерно для натуральных двигательных актов.

10.

.
Выделяют три фазы одиночного мышечного сокращения:
Одиночное мышечное сокращение - это
быстро
развивающееся
и
быстро
заканчивающееся сокращение, возникающее в
ответ на действие одиночного раздражителя
пороговой или сверхпороговой силы
Тетанус - если мышца получает ряд часто следующих друг за другом нервных импульсов, она отвечает длительным
сокращением, наблюдается суммация одиночных мышечных сокращений.
В зависимости от частоты раздражения различают:
- зубчатый тетанус - очередной стимул попадает на мышцу в фазу ее расслабления и приводит к дополнительному
сокращению (частота около 30 имп 1 с.);
- гладкий тетанус - очередной стимул попадает в фазу укорочения мышцы, развивается длительное сокращение (40-50 имп в 1
с)

11. Сила и работа мышц

Сила мышц - это сумма силы отдельных её мышечных волокон. Зависит от длины, толщины мышцы,
её поперечного физиологического сечения и характера нервных импульсов, поступающих на мышцу
Абсолютная сила мышцы - способность мышцы поднять максимальный груз.
Удельная (относительная) сила мышцы - способность поднять наибольший груз с учетом поперечного сечения мышцы (кг/ см2).
Сила мышцы может быть определена по максимальному напряжению, которое она развивает в условиях изометрического
сокращения
Работа мышцы - это энергия, затрачиваемая
при поднятии груза (Р) на определенное
расстояние (h):
A=Р x h
Максимальная работа совершается при
средних нагрузках:
Amax= Рср x hmax
Мощность мышцы - мера общего
количества работы (А), выполняемой в
единицу времени (Т):
N=А/Т
Физиологический поперечник - это сумма площадей поперечных сечений всех
мышечных волокон, которые входят в мышцу (б, отмечено красным цветом)
Анатомический поперечник - это площадь поперечного сечения мышцы в её
наиболее широком участке, проведённого перпендикулярно длинной оси (а, отмечено
желтым светом)

12. 4. Теория мышечного сокращения

В процессе сокращения мышечного волокна в нем
происходит электромеханическое сопряжение, включающее:
- электрохимическое;
- хемомеханическое преобразования
Ключевая роль в электромеханическом сопряжении
принадлежит ионам кальция
гистологический препарат скелетных
мышечных волокон

13. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- возбуждение нервно-мышечного синапса (ПД активирует выделение ацетилхолина из
окончания аксона)
Схема передачи нервного импульса на мышечное
волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
Т-трубочка
миозин
актин
синапс
нейрон
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

14. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- возбуждение нервно-мышечного синапса (ПД активирует выделение ацетилхолина из
окончания аксона)
Схема передачи нервного импульса на мышечное волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
Т-трубочка
миозин
актин
нейрон
выделение медиатора
ацетилхолина из
пресинаптической
мембраны
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

15. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- возбуждение нервно-мышечного синапса (ПД активирует выделение ацетилхолина из
окончания аксона)
Схема передачи нервного импульса на мышечное
волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
Т-трубочка
миозин
актин
нейрон
контакт медиатора с
холинорецепторами
на пресинаптической
мембране
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

16. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- стимуляция мышечного волокна (возбуждение передается на сарколемму)
Схема передачи нервного импульса на мышечное волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
Т-трубочка
миозин
актин
нейрон
вход натрия через
постсинаптическую
мембрану (локальное
возбуждение)
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

17. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- стимуляция мышечного волокна (возбуждение передается на сарколемму)
Схема передачи нервного импульса на мышечное
волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
Т-трубочка
миозин
актин
нейрон
вход натрия через
постсинаптическую
мембрану (локальное
возбуждение)
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

18. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- стимуляция мышечного волокна (возбуждение передается на сарколемму)
Схема передачи нервного импульса на мышечное волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
Т-трубочка
миозин
актин
нейрон
заряд постсинаптической
мембраны
положительный
(локальное возбуждение)
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

19. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- стимуляция мышечного волокна (возбуждение передается на сарколемму)
Схема передачи нервного импульса на мышечное
волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
миозин
актин
нейрон
вход натрия в мышечное
волокно
(ПД – распространяющееся
возбуждение)
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

20. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- стимуляция мышечного волокна (возбуждение передается на сарколемму)
Схема передачи нервного импульса на мышечное волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
миозин
актин
нейрон
вход натрия в мышечное
волокно
(ПД – распространяющееся
возбуждение)
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

21. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- распространение потенциала действия по сарколемме к Т-трубочкам
Схема передачи нервного импульса на мышечное волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
миозин
актин
нейрон
заряд на внутренней
поверхности мембраны
положительный, есть
свободные катионы
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

22. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- проведение возбуждения по Т-системе и соприкасающейся с ней мембраной цистерн
саркоплазматического ретикулума
Схема передачи нервного импульса на мышечное волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
миозин
актин
нейрон
на мембране мышечного
волокна открываются
каналы для кальция
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

23. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- высвобождение Са++ из ретикулума и действие его на миофибриллы
Схема передачи нервного импульса на мышечное волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
миозин
актин
нейрон
выход кальция из СР
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

24. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- высвобождение Са++ из ретикулума и действие его на миофибриллы
Схема передачи нервного импульса на мышечное волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
миозин
актин
нейрон
контакт кальция с актином
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

25. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- сокращение волокна за счет циклической активности поперечных мостиков
Схема передачи нервного импульса на мышечное волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
миозин
актин
нейрон
миозин продвигает вдоль
себя актин
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

26. Этапы генерирования сокращения мышцы:

- сокращение волокна за счет циклической активности поперечных мостиков
Схема передачи нервного импульса на мышечное волокно
миофибриллы
показаны только свободные ионы на наружной
и внутренней поверхностях мышечного волокна
миозин
актин
нейрон
миозин продвигает вдоль
себя актин
кальций
в саркоплазматическом ретикулуме
мышечное поперечно-полосатое волокно

27. Длина толстых и тонких нитей саркомера не изменяется. Длина саркомера уменьшается за счёт перекрывания толстых и тонких нитей,

которые скользят относительно друг друга. Уменьшается
длина саркомеров и всего мышечного волокна
Гистологический препарат.
Скелетные мышечные
волокна в состоянии
расслабления и
сокращения

28.

Спасибо за внимание!