Лекция №1

Литература, используемая для освоения физиологии

Это учебники Основы физиологии человека Агаджанян, Физиологии человека Касицский., Физиологии человека Коратько под ред. Покровского ,Основы физиологии человека Старлинг., Медицинская физиология выпуск медицинского института мисисипи Джексон. Нервно мышечная физиология В И Шуба. Словарь физиологических терминов. Руководство к практическим занятиям по физиологии под ред. Касицского

Темы, которые должны пройти за учебный год. 1. Общая физиология, Физиология ЦНС, 3. Физиология желез внутренней секреции. 4 ССС, 5 Дыхание, 5 Пищеварение, 6 обмен веществ, 8 Терморегуляция, 9 Выделение, 10 Кровь, 11 Анализаторы, 12 Интегративная деятельность организма. Затем внутренний экзамен и переводные экзамены.

Цели и задачи дисциплины:

Цель – сформировать у студентов системные знания о жизнедеятельности целостного организма и его отдельных частей, об основных закономерностях функционирования и механизмах их регуляции человека.

Задачи:- формирование у студентов навыков анализа функций целостного медицины; организма с позиции интегральной физиологии, аналитической методологии и основ

- формирование у студентов системного подхода в понимании физиологических механизмов, лежащих в основе взаимодействия с факторами внешней среды и реализации адаптивных стратегий организма человека и животных осуществления нормальных функций организма человека с позиции концепции функциональных систем;

- изучение студентами методов и принципов исследования оценки состояния регуляторных и гомеостатических систем организма в - изучение студентами закономерностей функционирования различных систем организма человека и особенностей межсистемных взаимодействий в условиях выполнения целенаправленной деятельности с позиции учения об адаптации и кроссадаптации;

- обучение студентов методам оценки функционального состояния человека, состояния регуляторных и гомеостатических при разных эксперименте, с учетом их применимости в клинической практике;

Основное это формирование медицинского мышления.

Введение в предмет. Основные понятия физиологии. Физиология возбудимых тканей.

Вопросы

1 Предмет, задачи и методы нормальной физиологии, ее задачи и место в системе медицинского образования. История развития физиологии. Связь физиологии с другими науками. Методы физиологических исследований.

2.Елинство организма и среды Понятие о физиологической функции. Гомеостаз.

3. Физиологические основы функций (обмен веществ, раздражи­мость и возбудимость как основы реакции клетки, органа, системы и организма на раздражение). Возбуждение и торможение как деятель­ное состояние тканей, их физиологическая роль.

4.Понятия о регуляции функций. Механизмы регуляции (нервный, гуморальный),их взаимоотношение. Саморегуляция физиологических функций.

5. Мембранный потенциал и его природа. Потенциал действия, ионный механизм его развития. Соотношение фаз возбудимости с фазами потенциала действия. Понятия рефрактерности и ее причины.

6. Законы раздражения одиночных и целостных возбудимых структур: «силы», «все или ничего», «силы-длительности» (Вейса-Лапика). Понятие о реобазе, хронаксии, полезном времени.

7. Понятие синапса. Классификация синапсов. Функциональные свойства электрических и химических синапсов. Механизм передачи сигнала в химическом синапсе.

8. Физиологические свойства скелетных мышц. Понятие двигательной единицы их физиологические особенности. Характеристика видов и режимов мышечного сокращения.

9. Механизм мышечного сокращения. Энергетика мышечного сокращения. Сила и работа мышц,

И так Предмет, задачи и методы нормальной физиологии, ее задачи и место в системе медицинского образования. История развития физиологии. Связь физиологии с другими науками. Методы физиологических исследований.

Изучение Нф позволяет нам понять особенности и механизмы функционирования организма человека обеспечивающего его жизнедеятельность. Само по себе поддержание жизнедеятельности не требует контроля. Например, чувство голода заставляет нас искать пищу, чувство страха убежище, а охлаждение- тепло. Само по себе поддержание жизнедеятельности не требует сознательного контроля. Например, чувства голода заставляет нас искать пищу, чувства страха укрытие, а охлаждение тепло.

Нормальная физиология - это наука о жизнедеятельности здорового организма и физиологических основах здорового образа жизни. Нормальная физиология наука экспериментальная все данные она получает, исследуя процессы жизнедеятельности организма животных и человека, родоначальником экспериментальной физиологии был Английский врачь Ульям Гарвей. Он открыл систему кровообращения. Однако на протяжении двух веков продвижение науки физиологии проходило медленно это 17-18 век. Это открытие капилляров (Мальпигии) Измерение кровяного давления (Хелс) , закон сохранения энергии ( М.В. Ломаносов открытие животного электричества (Гальвани) Начали применять электрическое раздражение органов и тканей основоположником этого метода является немецкий физиолог Дюбуа-Раймон, предложивший «санный аппарат» индукционная катушка для дозированной нагрузки. В настоящее время используют электронные стимуляторы. Кроме электрического воздействия применяли и действие химических в/в . затем возникла физическая химия в настоящее время биологическая химия. Данные которых раскрывают молекулярный механизм физиологических процессов. На стыке химии физики, и биологии породили новые отрасли науки. Например биофизику, изучающую физическую сторону физиологических явлений. Физиологи используют методику меченных атомов. А также используются другие методы исследования о которых мы свали побеседуем чуть позже. На протяжении тысячелетий считалось что поведение человека определяет не материальная сущность «душа» познать которую физиолог не в силах. И.М.Сеченов был первым физиологом который представил поведение на основе рефлексов.

Организм представляет собой открытую термодинамическую систему, постоянно обменивающуюся с внешней средой веществом, энергией и информацией. (И.М.Сеченов о единстве организма и внешней среды). Жизнедеятельность организмов может нормально осуществляться лишь в определенных условиях внешней среды. Это температура окружающей среды, её влажность, состав воздуха, почвы, солнечной радиации и прочее. Допустимые границы изменений этих условий относительно невелики, то есть необходимо относительное их постоянство. И.П.Павлов основоположник высшей нервной деятельности его работы имеют огромное практическое значение известно что многие заболевания излечиваются не только лекарствами и скальпелем но и словом эти истины были известны еще при Авицено и Гипократе.. . И.П.Павлов в первые в мире показал, что сила слова играет огромное значение показав важнейшую роль морального воздействия на больного для успеха лечения (пример две медсестры, беседуя между собой, говорят, вот пришла пора ей уже умирать и тд)

Методы физиологических исследований. В каждой дисциплине сучествуют свои методы (пример при приеме в школу ) пример (психической экспертизы )

1.Острый опыт объяснить 2. Хронический эксперимент Основоположник И.П. Павлов. Объяснить .3.Метод изолированного органа объяснить.4. .Метод графической регистрации ЭКГ, ЭЭГ, спирограмма гастрограмма. И тд.5. .Метод наблюдения сбор анамнеза. 6. Комплексный метод включает объединение несколько методов 7. Математическое моделирование накладываются датчики которые подключены к компьютеру который ставит диагноз и даже рекомендует лечение. Все остальные методы относятся к другим дисциплинам. Связь с другими дисциплинами Пример (Г.Бугуруслан) Является предшествующей для изучения дисциплин: гигиена; общественное здоровье и здравоохранение, экономика здравоохранения; безопасность жизнедеятельности, медицина катастроф; патологическая анатомия, клиническая патологическая анатомия; патофизиология клиническая патофизиология; фармакология; медицинская реабилитация; клиническая фармакология; дерматовенерология; неврология, медицинская генетика, нейрохирургия; психиатрия, медицинская психология; оториноларингология; офтальмология; судебная медицина; акушерство и гинекология; педиатрия; пропедевтика внутренних болезней, лучевая диагностика; факультетская терапия, профессиональные болезни; госпитальная терапия, эндокринология; инфекционные болезни; фтизиатрия; поликлиническая терапия; общая хирургия, лучевая диагностика; анестезиология, реанимация, интенсивная терапия; факультетская хирургия, урология; госпитальная хирургия, детская хирургия; стоматология; онкология, лучевая терапия; травматология, ортопедия.

Елинство организма и среды Понятие о физиологической функции. Гомеостаз и гомеокинез.

Термин "внутренняя среда организма" впервые употребил французский гистолог Шарль Робен, но теория и формулировка концепции была осуществлена фр. Клодом Бернаром (1878). В это понятие включается совокупность жидкостей (кровь, лимфа, тканевая жидкость, ликвор, суставная, плевральная и т.д.) омывающих клеточные структуры и принимающие участие в обменных реакциях.

Гомеостаз совокупность скоординированных реакций, обеспечивающих поддержание или восстановление постоянства внутренней среды организма.

Поскольку предметом изучения нормальной физиологии являются функции целостного организма и его частей, то термин функция относится к одному из основных понятий. В широком понимании функция (лат. Function - деятельность) представляет взаимозависимость элементов в системе, взаимодействие и субординация части и целого в живом. То есть организм как самостоятельно существующая единица органического мира, и его составные элементы проявляют свою жизнедеятельность посредством различных функций, с помощью которых организм приспосабливается к внешней среде или приспосабливает внешнюю среду к своим потребностям. Параметры функции - величина, имеющая числовое или другое значение, характеризующая состояние данного процесса (функции). Для оценки функции клетки, органа, ткани важно знать норму функции, которая характеризует пределы функциональных отправлений различных элементов системы без нарушений их жизнедеятельности. Норма (лат. norma - руководящее начало, правило, образец) в широком смысле - это интервал оптимального функционирования живой системы. Можно сказать что организм представляет из себя сообщество из 10 в14 степени клеток обледененные в различные структуры, в органы. Каждая такая структура вносит свой вклад в поддержание постоянство состава внеклеточной жидкости нормальная жизнедеятельность поддерживается в результате гомеостаза. Выраженные нарушения приводят к смерти организма , а умеренные к заболеванию.

Физиологические основы функций (обмен веществ, раздражимость и возбудимость как на основы реакции клетки, органа, системы и организма на раздражение). Возбуждение и торможение как деятельное состояние тканей, их физиологическая роль.

Физиологическая норма - это биологический оптимум жизнедеятельности.

Все клетки обладают рядом общих свойств, которые принято рассматривать на примере возбудимых тканей (мышечной, железистой и нервной).

- ОБМЕН ВЕЩЕСТВ – это сложный физиологический процесс, который необходим для жизнедеятельности организма. Он состоит из двух процессов – ассимиляция и диссимиляция.

- РАЗДРАЖИМОСТЬ - способность возбудимых тканей под воздействием внешних или внутренних факторов среды (раздражителей) переходить из состояния физиологического покоя в состояние активности

- ВОЗБУДИМОСТЬ - готовность высокоорганизованных тканей реагировать на раздражение изменением физиологических свойств и генерацией процесса возбуждения. Мерой возбудимости является минимальная величина раздражителя, которая вызывает возбуждение - порог раздражения. Чем выше порог раздражения, тем ниже воз­будимость и наоборот, чем ниже порог раздражения, тем выше возбудимость;

-ВОЗБУЖДЕНИЕ - сложный биологический процесс, характеризующейся временной деполяризацией мембраны клеток, изменением обменных процессов, теплообразования и другими физиологическими и биофизическими явлениями.

-ТОРМОЖЕНИЕ - это ослабление или отсутствие ответной реакции, несмотря на продолжающееся увеличение силы раздраже­ния. Т. - это также один из основных фундаментальных нервных процессов; часто местный нервный процесс, приводящий к угнетению или предупреждению возбуждения.

Понятия о регуляции функций. Механизмы регуляции (нервный, гуморальный), их взаимоотношение. Саморегуляция физиологических функций.

В организме человека насчитывается тысячи регуляторных систем. Наиболее сложные это генетические которые присутствуют практически во всех клетках обеспечивают контроль не только внутриклеточных но и в неклеточных структур. Некоторые контролируют на уровне органов, а некоторые на уровне всего организма. Так например дыхательная система совместно с НС контролирует концентрации углекислого газаи тд. Нервная регуляция нервная система состоит из 3 звеньев чувствительного, центрального и двигательного компонента. Рецепторы чувствительного нейрона воспринимают информацию о состоянии организма и окружающей среды передается на центральное звено это головной и спинной мозг ГД/ее происходит обработка информации и принятие решения затем передается на двигательное звено с целью выполнения каких либо действий. Гуморальный механизм осуществляется гормонами это в/ва выделяемые железами внутренней системы их в организме основных 8 гормоны выделяются в кровь распределяясь по организму действуют на клетки мишени регулируя клеточные функции. Таким образом гуморальная НС дополняет нервную регуляцию. Они работают совместно. НС регулирует в основном деятельность скелетной мускулатуры гуморальная система контролирует метаболические процессы, Нарушение одной из систем приводит организм к болезни или даже к смерти. Электрические явления в возбудимых тканях. Первые данные о существовании животного электричества были получены еще в 17 веке при изучении природы электрического разряда, наносимого некоторыми рыбами при защите от нападения. Многолетний спор (1791 по 1797год), между физиологом Гальвани и физиком Вольта привели к 2м открытиям животного электричества и создания накопителя заряда, вольтов столб. Гальвани приготавливая препараты из тушек лягушек вывесл их на медном проводе на балконе подсушить, начался ветер начались раскачиваться тушки которые стали задевать за чугунные перила балкона и сокращатся. Так было сделано Гальвани открытие наличие животного электричества. Физик Вольта вступив в спор доказал что это не потенциалы возникающие в организме ,в разность потенциалов возникающая между различными металлами и была создана батарея накапливающая заряд Вольтов столб своего рода аккумулятор электрического тока. Тогда Гальвани повел свой следующий опыт исключив металлы он набрасывал нерв но поврежденный и не поврежденный участок нерва. Получая в момент набрасывания мышечное сокращение. Системное изучение потенциалов в мышцах и нервах в состоянии покоя и возбуждения было начато Дюбуа-Раймоном (1848) затем развитие в изучении биоэлектрических явлений в живых тканях связано с развитием регистрируемой техники. Качественно новый этап в изучении электрических явлений в 40-50е годы девятнадцатого столетия обнаружение ионных токов проходящих через мембрану. В последние годы разработаны методы регистрации ионных токов проходящих черед ионные каналы.

. Мембранный потенциал и его природа. Потенциал действия, ионный механизм его развития. Соотношение фаз возбудимости с фазами потенциала действия. Понятия рефрактерности и ее причины

Мембрана возбудимых клеток (нервных, мышечных, железистых) в состоянии покоя имеет постоянную электрическую поляризацию. Снаружи мембрана заряжена отрицательно, тогда как с внутренней стороны заряжена положительно. Разность зарядов с внешней и внутренней стороны мембраны получило название мембранный потенциал или потенциал покоя. Мембранный потенциал поддерживается до тех пор, пока жива клетка и исчезает вместе с её гибелью

Если внутрь мышечной или нервной клети ввести электрод, а второй поместить в окружающую среду клетки то мы зарегистрируем разность электрических потенциалов - мембранный потенциал покоя. Внутренняя область клетки пи этом всегда электроотрицательна относительно наружной среды. В первые о существовании мембранного потенциала данные получил еще в 19 веке физиолог Дюбуа –Раймон. Мембранный потенциал покоя ведущую роль в его создании играет ионная асимметрия разная концентрация ионов в нутрии клетки и с наружи. С наружи гораздо больше натрия, и хлора, а в нутрии клетки калия и органических ионов. Потенциал покоя равен минус 90. Потенциал действия, в нервных волокнах сигналы передаются с помощью потенциал действия, который представляет собой быстрое изменение мембранного потенциала от стремительного сдвига потенциала покоя от нормального отрицательного значения до положительной величины, затем он также быстро возвращается к отрицательному значению. Любое воздействие, вызывающее смещение мембранного потенциала от -90 до 0 ведет, к открытию натриевых каналов это обеспечивает быстрый вход ионов натрия внутрь и подъему мембранного потенциала. В результате возрастает поток ионов натрия в внутрь клетки, затем в течении милисикунды увеличение мембранного потенциала вызывает закрытие натриевых каналов, и открытие калиевых каналов потенциал действия завершается.

картинка

ионный механизм его развития потенциала действия. В основе потенциала действия лежит изменение во времени. Как уже говорили в фазу потенциала покоя мембрана наиболее проницаема для ионов калия по отношению к натрию. Поэтому выход из клетки К превышает выход Nа поэтому наружная поверхность заряжена положительно. При действии раздражителя на клетку проницаемость для Nа повышается примерно в 20 раз по отношению к Калию. Это приводит к изменению знака (реверсии) внутреннее содержимое становится, заряжено положительно по отношению наружная поверхности. Такое изменение мембранного потенциала соответствует восходящей фазе потенциала действия (фаза деполяризации) эти изменения длится доли секунды, затем заново проницаемость для Nа понижается, а для калия повышается в итоге этих 2х процессов происходит реполяризация мембраны: внутреннее содержимое клетки вновь становится отрицательным по отношению к наружному раствору. Этому изменению потенциала соответствует нисходящая фаза потенциала действия ( Фаза реполяризации) Таким образом через клеточную мембрану существует 2е системы движения ионов один из них происходит по градиенту концентрации и не требует затраты энергии поэтому его называют пассивным ионным транспортом. Он ответственен за потенциал покоя. 2й тип движения ионов через мембрану клетки происходит против градиента концентрации с затратой энергии он выкачивает ионы натрия из цитоплазмы и нагнетании ионов натрия в клетку и называют его активным ионным транспортом его результат зависит от работы калиево-натриевого насоса. Во время пика потенциала действия мембрана утрачивает возбудимость которая постепенно восстанавливается после окончания пика. Период полной не возбудимости получил название ( фаза абсолютной рефрактерности) Она обусловлена почти полной инактивацией натриевых каналов и повышением К проводимостью

Законы раздражения одиночных и целостных возбудимых структур: «силы», «все или ничего», «силы-длительности» (Вейса-Лапика). Понятие о реобазе, хронаксии, полезном времени.

Раздражая нерв электрическими стимулами и регистрируя возникающий при этом потенциал действия , можно определить ту минимальную силу тока при которой происходит ответная реакция эта сила называется пороговой или старое ее название реобаза, а раздражение пороговым. Более сильное раздражение, при котором амплитуда ответа увеличивается, чем больше раздражение называется субмаксимальным Проведение возбуждения по нервному волокну осуществляется при помощи так называемых местных токов, возникающих между возбужденными (деполяризационными ) участками и покоящимися участками волокна. Распространение местных токов по волокну определяется его кабельными свойствами. Местный ток деполяризует соседний с активным покоящийся участок мембраны. Деполяризация быстро достигает критического уровня деполяризации. Благодаря такому эстафетному механизму возбуждение распространяется вдоль всего волокна. Теория проведения возбуждения вдоль волокна при помощи местных токов была выдвинута Германом в 1899г в настоящее время она получило свое подтверждение. Так если нерв поместить в среду лишенную ионов например в сахарный раствор то проведение возбуждения по нервному волокну полностью прекратится. В условиях существования организма по нему проходит не один импульс, а серия импульсов следующих друг за другом с различными интервалами, В двигательных нервных волокнах частота не превышает 50в сек, а меж импульсный интервал составляет около 200мс при таком большом интервале все восстановительные процессы успевают закончится. Однако в чувствительных волокнах например слухового или зрительного нерва при сильном раздражении частота может достигать 1000 и более в сек. Н.П. Введенский обратил внимание на разную способность воспроизводить высокие ритмы возбуждения и он предложил максимальный ритм которое способно возбудимое образование генерировать в сек назвать лабильностью. Н.П. Введенский в 1901г. В первые обнаружил нарушение проведение импульса при воздействии на нерв хим в/в. Потенциал действия распространяется по нервному волокну во всех направлениях пока не поляризуется вся мембрана. Сразу после возникновения потенциал действия в любом участке мембраны он распространяется по мембране и совсем не распространяется, если условия нарушены Это называют все или ничего.

Картинка реобазы .и хронокси

Пороговая сила находится в обратной зависимости от его длительности разбирая кривую длительности и силы тока Она была изучена Гоовеггом 1892 Вейсом юв1901 Лапиком 1909 По ней можно сказать что ток ниже некоторой минимальной силы не вызывает ответной реакции. Лапиком 1909 было видвинуто минимальная сила тока которая вызывает минимальную видимую ответную реакцию назван реобазой. Наименьшее время в течении которой действует стимул равный 1ой реобазе называют полезным временем поэтому дальнейшее увеличение впемени считаетс бесполезным. Усиление тока приводит у укорочению минимального времени раздражения ро не беспредельно кривая силы и времени становятся параллельна оси ординат. Это значит, что при кратковременных раздражениях не возникает ответная рекция как бы небыл силен раздражитель Поэтому Лапиком бало предлохено еще один показатель хроноксия это время, в течении которого должен действовать ток удвоенной реобазы чтобы вызвать возбухдение.

Виды передачи сигнала между возбудимыми клетками. Понятие синапса. Классификация синапсов. Функциональные свойства электрических и химических синапсов. Механизм передачи сигнала в химическом синапсе.

Каждое нервное окончание вместе соединения имеет синапс. После того как в работах Дебуа –Реймонона и других исследователей в 19 веке было установлено, что распространения возбуждения происходит в результате возникновения электрического тока казалось естественным что передача возбуждения происходит так же электрически Гипотезы о передачи возбуждения электрически продолжали существовать до середины 20 столетия. Пока точные эксперименты с точной микроэлектродной техникой не доказали что нервно мышечная передача происходит химически. Однако с помощью этой же техники было показано и электрические синапсы. А некоторые синапсы бывают смешанными- химическими и электрическими.

Химические синапсы классифицируются по типу медиатора химического в/ва который выделяется в синапсе они бывают возбуждающие и тормозные. Лучше всего изучены холинергические они в свою очередь делятся на 2 большие группы никотиновые и мускариновые в зависимости от того происходит передача за счет никотина или мускарина такое распределение в первые было предложено Дейлом в 1914 году

Строение синапса, нервное волокно, подходя к мышечному волокну теряет миелиновую оболочку и разветвляется на ее поверхности образуя синоптический контакт на кончиках нервного волокна имеется множество синаптических пузырьков или везикул они слипаются, образуя пресинаптическую мембрану. Далее идет синаптическая щель выделившийся медиатор в синаптическую щель действует на постсинаптическую мембрану вырабатывая потенциал действия. Затеем на выделенный медиатор, например на ацетил холин девствует холинестераза. Ацетил холин вырабатывается в соме клетки и посредством медленного аксонного транспорта продвигается в дистальном направлении со скоростью 1-6мм в сутки. При возбуждении из пузырьков выбрасывается в синоптическую щель относительно малое количество медиатора это количество получило название квант. Действуя на рецепторы пост синаптичекой мембраны, вырабатывается потенциал действия.

Физиологические свойства скелетных мышц. Понятие двигательной единицы их физиологические особенности. Характеристика видов и режимов мышечного сокращения. Механизм мышечного сокращения. Энергетика мышечного сокращения.

Около 40% массы тела состоит из скелетных мышц и примерно 10% приходится на долю гладкой мускулатуры, и мускулатура сердца. Все скелетных мышц содержат множество волокон диаметром от 10до 80 мкм. Они покрыты сарколеммой которая в конце мышцы сливается с сухожильными волокнами которые в свою очередь вплетется в кость каждый мотонейрон который покидает спинной мозг иннервирует множество мышечных волокон Группа мышечных волокон иннервируемые одним нервным волокном называется моторной единицей. Поперечно полосатая мускулатура является активной частью опорно двигательного аппарата. В результате сократительной деятельности под влиянием импульсов приходящих из ЦНС возможно перемещение организма в пространстве. Перемещение частей тела относительно друг друга, поддержание позы. Кроме того один из результатов мышечного сокращение выработка тепла.

Физиологические свойства скелетных мышц. Обладают тремя свойствами 1.возбудимостью т.е. способностью отвечать на раздражитель изменением ионной проницаемости и мембранного потенциала.

2.проводимостью – способностью к проведению потенциала вдоль всего волокна.

3. сократимостью т.е. способностью сокращаться или изменять напряжение при возбуждении. В естественных условиях возбуждение и сокращение мышц вызывается нервными импульсами, поступающие к мышцам из нервных центров.

Типы мышечного сокращения изотонические, изометрические Изотонические это такие сокращения при которых ее волокна укорачиваются но напряжение остается постоянным. Изометрические такие сокращения, при которых ее волокна не укорачиваются, так как оба конца закреплены, а напряжение их возрастает. При раздражении мышцы одиночным стимулом получаем волну одиночного мышечного сокращения ее длительность 0,1 сек состоит из 3х фаз 1й латентный период длится 0,01сек 2ой период сокращения длительность 0,04 сек.ее называют еще фаза возрастающей энергии 3й период расслабления или фаза нисходящей энергии длительность его 0,05 сек.

Рисунок

Если мы будем раздражать мышцу импульсами, которая будут попадать в фазу восходящей энергии, получим тетаническое сокращение гладкий тетанус с суперпозицией, Если раздражать мышцу импульсами, которая будут попадать в фазу нисходящей энергии, получим тетаническое сокращение зубчатый тетанус

Мышцы как любая возбудимая ткань обладают обменными процессами, раздражимостью, возбудимостью, возбуждением, торможением, проводимостью (проводит нервный импульс вдоль ткани) и обладает сократимостью. Сократимость - это способность мышечного волокна изменять свою длину и степень напряжения в ответ на раздражение пороговой силы.Основная функция скелетных мышц - сократительная, она лежит в основе разнообразной деятельности человека. Рецепторная функция: в толще мышц и сухожилий расположены многочисленные рецепторы, наиболее изучены проприорецепторы (собственные рецепторы мышц), которые реагируют на растяжение и сокращение мышц, в мышцах обнаружены и хеморецепторы, и терморецепторы. Мышцы являются депо воды и солей, следовательно, участвуют в регуляции вводно-солевого обмена в организме. При сокращении мышц часть АТФ переходит в тепловую энергию, этим участвуют в терморегуляции. Мышцы являются депо кислорода, депо гликогена.

Механизм мышечного сокращения Сократительный аппарат мышцы представлен миофибриллами. Установлено что каждая миофибрилла состоит примерно из 2500 протофибрил представляющие собой белки миозина и актина. белки миозина более толстые чем актиновые в состоянии покоя нити актина входят в промежутки с миозином. Мотонейрон с группой иннервируемых волокон называется моторной единицей. Скелетная мускулатура обладает поздной активностью или поздный тонус при этом двигательные единицы раздражаются с небольшой частотой. Тонус особенности его нарушения связаны с возбуждения проприорецепторов мышц. Повышение возбудимости приводит к повышению тонуса. В поперечно полосатой мускулатуре мышцы разделены на чередующиеся участки ( диски) обладающие разными оптическими свойствами одни светлые они изотропны т.е. они не обладают двойным лучепреломлением, и участки анизотропные обладают двойным лучепреломлением Установлено что каждая миофибрилла мышечного волокна диаметр около 1мкм состоит в среднем из 2500 протофибрил представляющие собой удлиненные молекулы актина и миозина. Миозиновые волокна в 2 раза толще актиновых Актиновые волокна входят своими концами в промежутки между миозиновыми волокнами. Важным компонентом являются множественные поперечные мостики соединяющие между собой актиновые и миозиновые волокна При сокращении нити не укорачиваются ,а скользят друг против друга. Причиной скольжения служит химические взаимоотношения между актином и миозином в присутствии ионов кальция и АТФ. Наблюдается, своего рода зубчатое колесо как бы протягивая одно волокно над другим. Роль зубцов приписывается поперечным мостикам между актином и миозином.

Энергетика мышечного сокращения При сокращении мышцы против нагрузки тоесть выполнение работы математически это можно выразить так W = L х D-, W- производимая работа, L нагрузка, и D расстояние движения против нагрузки. мы уже знаем, что сокращение мышцы зависит от энергии, поставляемой АТФ. Большая часть ее тратится на сокращения. Однако некоторое количество энергии необходимо для работы калиево-натриево насоса мышцы. Концентрация АТФ в мышечном волокне ( примерно 4 милимоль/л достаточного для сокращения примерно в течении 2-2 сек. АТФ расщепляется с выделением АДФ и энергии. затем АДФ рефосолирируется формируя новую молекулу АТФ, давая возможность дальнейшего сокращения мышце. Существует несколько источников для восстановления АДФ 1й креатинфосфат он мелено расщепляется восстанавливая АДФ однако общее количество креатинфосфата в мышце тоже не велико его всего в5 раз больше чем АДФ. Эта энергия хватает на 5-8 сек. 2ым источником энергии является гликолиз гликогена предварительно накопленного в мышцах. Быстрое расщепление гликогена до пировиноградной а затем до молочной кислоты освобождает энергию для превращения АДФ в АТФ. 3й источником энергии является окислительный метаболизм т.е. взаимодействие кислорода с питательными в/вами углеводами белками жирами 95% энергии идет на сокращение мышц При сокращении гладкой мускулатуры требуется лишь 1/10, 1/300 энергии потребляемой скелетной мускулатуры для подержания тойже степени напряжения полагают что на каждый цикл требуется всего 1 мол АТФ Такое малое количество энергии необходимо для экономии общей энергии организма. Для чрезвычайно длительной работы

Мышца может развивать определенную силу. Сила мышцы – это тот груз, который она в состоянии поднять. Сила мышцы зависит от поперечного сечения, чем больше физиологическое поперечное сечение мышцы, то есть суммы поперечных сечений всех её волокон, тем больше тот груз, который она в состоянии поднять. Между грузом, которое подымает мышца, существует следующая зависимость. Внешняя работа равна нулю, если мышца сокращается без нагрузки. По мере увеличения груза работа сначала увеличивается, а затем постепенно уменьшается. Мощность мышцы, измеряется величиной работы в единицу времени, также достигается максимальной величины при средних нагрузках. Поэтому зависимость работы и мощности от нагрузки получило название правило средних нагрузок. Утомление мышц, длительное и сильное сокращение приводит к мышечному утомлению, утомление мышц практически зависит от скорости истощения мышечного гликогена. Нарушение кровообращения через сокращающуюся мышцу ведет практически к полному утомлению в течении 1-2 мин из-за ухудшения снабжения кислородом. Денервация мышц при нарушении иннервации мышцы практически сразу начинается атрофия, через 2 месяца проявляющееся в уменьшении массы мышцы восстановление функции происходит в срок до 3 месяцев, не возможность дальнейшего восстановления наступает через 1+-2 года. Через несколько часов после смерти наступает трупное окоченение, которое мышцы оставляет в сокращенном состоянии.