23. Энергетика мышечного сокращения. Пути ресинтеза атф. Мощность и емкость энергетических систем организма.

Для активной деятельности мышцы необходим постоянный ресинтез АТФ. Запас АТФ в скелетных мышцах невелик — всего примерно на 10 одиночных сокращений.

1. Ферментативный перенос фосфатной группы от богатого энергией креатинфосфата на аденозиндифосфорную кислоту — эффективный путь, позволяющий за несколько секунд совершить большую работу, которая выполняется, например, спринтером или штангистом. В случае интенсивной мышечной работы запасы креатинфосфата быстро истощаются и реализуются другие, более медленные способы пополнения АТФ.

2. Гликолитический путь, связанный с анаэробным расщеплением глюкозы до молочной кислоты, позволяет синтезировать 2 молекулы АТФ на 1 молекулу глюкозы. Этот способ ресинтеза АТФ идет быстро, но накапливающаяся молочная кислота тормозит активность гликолитических ферментов. Такой вид энерголродукции используется при больших, но непродолжительных нагрузках, например у спортсменов при беге на средние дистанции, и способствует сдвигам кровообращения в работающей мышце для обеспечения адекватного хода третьего типа ресинтеза АТФ.

3. Аэробное окисление глюкозы, жирных кислот и аминокислот в цикле Кребса, совершаемое в митохондриях, — процесс экономичный: из одной молекулы глюкозы образуется около 38 молекул АТФ, а при окислении одной молекулы жирной кислоты — коло 128 молекул АТФ. Для получения энергии таким способом требуется больше времени, чем при первых двух способах, поэтому третий путь ресинтеза АТФ используется во всех случаях, когда мощность хватательной активности мышцы невысокая. Аэробное окисление глюкозы и жирных кислот — наиболее типичныйспособ энергообеспечения. Однако при длительной работе в организме накапливаются недоокисленные продукты и создаётся кислородная задолженность. Такой долг погашается после работы за счёт компенсаторной мобилизации кровообращения и дыхания (тахикардия, одышка). Если же работы, несмотря на наличие кислородного долга, продолжается, наступает выраженное состояние утомления, которое иногда прекращается за счёт мобилизации дополнительных резервов кровообращения и дыхания.

24. Характеристика видов и режимов мышечного сокращения: одиночное и тетаническое сокращение. Механизм тетанического сокращения.

2 основных типа сокращения. Сокращение мышцы, при котором её волокна укорачиваются, но напряжение остаётся постоянным, наз. изотоническим. При изомерическом сокращении мышцы укоротиться не может, если оба её конца закреплены неподвижнео. В этом случае по мере развития сократительного процесса напряжение возрастает, а длина мышечных волокон остаётся неизменной. В естественных условиях смешанное сокращение.

Одиночное сокращение. В эксперименте возникает при раздражении мышцы одиночным эл. стимулом. Волна возбуждения возникает в месте приложения электродов для прямого раздражения мышцы или в области нервно-мыш. соединения и отсюда распр. вдоль всей мышцы. В естественных условиях сокращение мыш. волокна происходит при поступлении к нему нерв. импульса в области нерв.-мыш. синапса.

Одиночной сокращение икроножной мышцы лягушки в изотон. режиме начинается через короткий скрытый (латентный) период – до 0,01 с, далее следует фаза укорочения – 0,05 с и фаза расслабления – 0,05-0,06 с. Обычно мышца укорач. на 5-10%. Продолжительность ПД мыш. волокон – до 10 мс, с учётом замедления реполяризации.

Одиночное мыш. волокно реагирует на раздражение по правилу «всё или ничего», т.е. отвечает на все надпороговые раздражения стандартным ПД и стандартным одиночным сокращением. При увеличении силы раздражения число возбуждённых волокон растёт, пока все волокна е окажутся сокращёнными, и тогда достигается макс. сокращение мышцы.

В естественных условиях мыш. работают в режиме одиночных сокращений только при относит. низкой частоте импульсации мотонейров, когда интервалы между последовательными ПД превышают длительность одиночного сокращения, иннервируемых ими мыш. волокон.

Тетаническое сокращение – длительное сокращение скелетных мыш. волокон. В его основе лежит суммации одиночных мыш. сокращений. При нанесении на мыш. волокно 2х быстро следующих друг за другом раздражений амплитуда сокращения будет больше, чем при одиночном раздражении. Сократительные эффекты, вызванные первым и 2ым раздражениями, складываются, происходит суммация (суперпозиция) сокращений, при этом скольжение нитей актина и миозина относительно друг друга увеличивается.

Для реализации суммации в одиночном волоке важно, чтобы следующее раздражение наносилось после исчезновения ПД волокна, т.е. после рефрактерного периода, вызванного предыдущим стимулом.