Физические свойства скелетных мышц

1. Растяжимость - способность мышцы изменять свою длину под действием растягивающей ее силы.

2. Эластичность - способность мышцы принимать свою первоначальную длину после прекращения действия растягивающей или деформирующей силы. Живая мышца обладает малой, но совершенной эластичностью: уже небольшая сила способна вызвать относительно большое удлинение мышцы, а возвращение ее к первоначальным размерам является полным. Эти свойства очень важны для осуществления нормальных функций скелетных мышц.

3. Сила мышцы. Она определяется максимальным грузом, который мышца в состоянии поднять. Для сравнения силы различных мышц определяют их удельную силу - максимальный груз, который мышца в состоянии поднять, делят на число квадратных сантиметров ее физиологического поперечного сечения.

4. Способность мышцы совершать работу. Работа мышцы определяется произведением величины поднятого груза на высоту подъема. Работа мышцы постепенно увеличивается с увеличением груза, но до определенного предела, после которого увеличение груза приводит к уменьшению работы, т. к. снижается высота подъема груза. Следовательно, максимальная работа мышцей производится при средних величинах нагрузок (закон средних нагрузок).

 

Закон силы:

Закон физиологии, согласно которому, чем сильнее раздражение, тем лучше (до определенного предела) ответная реакция организма. Раздражение нервного волокна или нейрона вызывает в них состояние возбуждения, которое тем больше, чем сильнее раздражение. Эта зависимость в периферической части анализаторов близка к логарифмической и рассматривается как одно из проявлений закона Фехнера, устанавливающего логарифмическую зависимость между силой раздражения и силой ощущения.

При увеличении силы действующих на органы чувств адекватных раздражителей увеличивается как число импульсов распространяющегося возбуждения, так и активируется большее число нейронов. Эти два фактора являются нейрофизиологической основой усиления ответной реакции нервной системы при увеличении силы раздражителей. В работе нервной системы 3. с. проявляется также в сокращении латентных периодов реакций при возрастании величины вызывающих их раздражителей. 3. с. полностью сохраняет свое значение и в высшей нервной деятельности. Чем сильнее условный раздражитель, тем больше (до определенного предела) величина связанной с ним условной реакции. Предел, до которого величина условных рефлексов следует за силой сигнального раздражителя, строго индивидуален и зависит от силы нервной системы.

 

 

Физиология ЦНС и ВНС

 

1. Нейрон как возбудимая клетка. Классификация нейронов, функциональные структуры нейрона. Механизм возникновения возбуждения на нейроне.

Нейрон - основная функциональная и структурная единица нервной системы; принимает сигналы, поступающие от рецепторов и др. нейронов, перерабатывает их и в форме нервных импульсов передаёт к эффекторным нервным окончаниям, контролирующим деятельность исполнительных органов (мышцы, клетки железы или др.).

Функциональные структуры нейрона:

 

В каждом нейроне различают четыре различные области: тело, дендриты, аксон и аксонные окончания (терминали). Центр обменных процессов в нервной клетке - ее тело (сома), которое содержит ядро, рибосомы, эндоплазматический ретикулум и другие органеллы, здесь синтезируются медиаторы и клеточные белки. Главная функция аксона состоит в проведении нервных импульсов к другим клеткам — нервным, мышечным или секреторным. Ближе к окончанию аксон ветвится и образует кисточку из конечных ветвей (терминалей). На конце каждая терминаль образует специализированный контакт (синапс) с нервной, мышечной или железистой клеткой. Функция синапса заключается в односторонней передаче информации от клетки к клетке. Дендриты образуются в результате древовидного разветвления отростков нервной клетки, отходящих от ее тела, их функция заключается в восприятии синаптических влияний. В активном состоянии каждая терминаль высвобождает медиатор, вызывающий местное изменение проницаемости мембраны дендрита, т.е. изменение ее электрического потенциала. Эти возбуждающие и тормозные потенциалы передаются к начальному сегменту аксона (аксонному холмику), который является зоной генерации ПД. Если мембрана аксонного холмика деполяризуется до критического уровня, то здесь возникают импульсы, частота которых возрастает пропорционально степени деполяризации.

Классификации нейронов:

По отросткам:

Псевдоуниполярные клетки - аксон разделяется на две ветви сразу же после выхода из тела нейрона (в ганглиях).

Биполярные клетки — это клетки, которые имеют один аксон и один дендрит. Они характерны для зрительной, слуховой, обонятельной сенсорных систем.

Мультиполярные клетки имеют один аксон и множество дендритов. К такому типу нейронов принадлежит большинство нейронов ЦНС.

Униполярные (без дендритов) только в процессе эмбриогенеза!!!!

По форме тела:

По выполняемым функциям:

Чувствительные (афферентные), вставочные (не выходят за пределы ЦНС) и двигательные (эфферентные).

2.Медиаторы, их синтез, секреция, взаимодействие с рецепторами

 

Медиаторы – это группа химических веществ, которая принимает участие в передаче возбуждения или торможения в химических синапсах с пресинаптической на постсинаптическую мембрану.

В зависимости от их природы делятся на следующие группы:

· моноамины (ацетилхолин, дофамин, норадреналин, серотонин),

· аминокислоты (гамма-аминомасляная кислота — ГАМК, глутаминовая кислота, глицин и др.)

· нейропептиды (вещество Р, эндорфины, нейротензин, ангиотензин, вазопрессин, соматостатин и др.).

 

1) Синтез: Медиатор находится в пузырьках пресинаптического утолщения, куда он может поступать либо из центральной области нейрона с помощью аксонального транспорта, либо за счет обратного захвата медиатора из синаптической щели. Он может также синтезироваться в синаптических терминалях из продуктов его расщепления.

2) Секреция: когда к окончанию аксона приходит ПД и пресинаптическая мембрана деполяризуется, ионы кальция начинают поступать из внеклеточной жидкости внутрь нервного окончания. Кальций активирует перемещение синаптических пузырьков к пресинаптической мембране, где они разрушаются с выходом медиатора в синаптическую щель.

3) Взаимодействие с рецепторами: в возбуждающих синапсах медиатор диффундирует в щели путем экзоцитоза и связывается с рецепторами постсинаптической мембраны, что приводит к открытию каналов для ионов натрия, а следовательно, к ее деполяризации — возникновению возбуждающего постсинаптического потенциала (ВПСП). Между деполяризованной мембраной и соседними с ней участками возникают местные токи. Если они деполяризуют мембрану до критического уровня, то в ней возникает потенциал действия. В тормозных синапсах медиатор (например, глицин) аналогичным образом взаимодействует с рецепторами постсинаптической мембраны, но открывает в ней калиевые и/или хлорные каналы, что вызывает переход ионов по концентрационному градиенту: калия из клетки, а хлора — внутрь клетки. Это приводит к гиперполяризации постсинаптической мембраны — возникновению тормозного постсинаптического потенциала (ТПСП).

 

Рецепторы, взаимодействующие с АХ, называются холинорецепторами. В функциональном отношении они разделяются на две группы: М - и Н-холинорецепторы. В синапсах скелетных мышц присутствуют только Н-холинорецепторы, тогда как в мышцах внутренних органов – преимущественно М-холинорецепторы.

Рецепторы, взаимодействующие с НА, называются адренорецепторами. В функциональном отношении они делятся на альфа- и бета-адренорецепторы. В постсинаптической мембране гладкомышечных клеток внутренних органов и кровеносных сосудов часто соседствуют оба вида адренорецепторов. Действие НА является деполяризующим, если он взаимодействует с альфа-адренорецепторами (сокращение мышечной оболочки стенок кровеносных сосудов или кишечника), или тормозным – при взаимодействии с бета-адренорецепторами (их расслабление).

 

3.Строение и классификация синапсов. Механизм передачи возбуждения в синапсах (электрических и химических). Ионные механизмы постсинаптических потенциалов.

Синапсом называется функциональное соединение между нервной клеткой и другими клетками. Синапсы — это те участки, где нервные импульсы могут влиять на деятельность постсинаптическои клетки, возбуждая или тормозя ее. Существуют две разновидности синапсов: электрические и химические. В химическом синапсе выделяется медиатор, генерирующий потенциалы на постсинаптическои мембране, а в электрическом от пресинаптического нейрона к постсинаптическому идет электрический ток.

 

Электрические синапсы

Этим синапсам свойственны очень узкая синаптическая щель и очень низкое удельное сопротивление пре- и постсинаптиче- ских мембран, что обеспечивает прохождение локальных электрических токов. Низкое сопротивление связано с наличием каналов, пересекающих обе мембраны, т.е. идущих из клетки в клетку

(щелевой контакт). Каналы образуются белковыми молекулами контактирующих мембран, которые соединяются комплементар-но. Ток, вызванный пресинаптическим потенциалом действия, раздражает постсинаптическую мембрану, где возникает ВПСП, а затем и потенциал действия. Электрические синапсы формируются, как правило, между клетками одного типа (например, между клетками сердечной мышцы).

Химические синапсы

Химические синапсы можно классифицировать по их местоположению и принадлежности соответствующим структурам:

· периферические (нервно-мышечные, нейросекреторные, рецепторно-нейрональные);

· центральные (аксосоматические, аксодендритные, аксоаксональные, соматодендритные, соматосоматические);

по знаку их действия —

· возбуждающие

· тормозящие;