Физиология скелетных мышц

6. Лекция
Физиология
сократительных
элементов
ВОПРОСЫ




1.Физиология мышц
2.Физиология скелетных мышц
3.Нервно-мышечные синапсы и
регуляция силы сокращения мышц
4.Физиология гладких мышц
Функции мышц






















1. Движение тела. Most skeletal muscles are attached to
bones, are typically under conscious control, and are
responsible for most body movements including walking,
running, or manipulating objects with the hands.
2. Поддержание позы. Skeletal muscles constantly
maintain tone, which keeps us sitting or standing erect.
3. Дыхание. Muscles of the thorax are responsible for the
movements necessary for respiration.
4. Теплопродукция. When skeletal muscles contract,
heat is given off as a by-product. This released heat is
critical to the maintenance of body temperature.
5. Коммуникации – разговор, письмо, эмоции. Skeletal muscles are involved in all aspects
of communication, such as speaking, writing, typing,
gesturing, and facial expression.
6. Сокращение органов и сосудов. The contraction of
smooth muscle within the walls of internal organs and
vessels causes constriction of those structures. This
constriction can help propel and mix food and water in the
digestive tract, propel secretions from organs, and regulate
blood flow through vessels.
7. Кровообращение. The contraction of cardiac muscle causes the
heart to beat, propelling blood to all parts of the body.
Свойства мышц


















1. Сократимость is the ability of muscle to shorten with a
force.When muscle contracts, it causes movement of the
structures to which it is attached, or it may increase
pressure inside hollow organs or vessels. Although muscle
shortens forcefully during contraction, it lengthens
passively; that is, gravity, contraction of an opposing
muscle, or the pressure of fluid in a hollow organ or vessel
produces a force that acts on the shortened muscle, causing
it to lengthen.
2. Возбудимость is the capacity of muscle to respond to a
stimulus. Normally skeletal muscle contracts as a result of
stimulation by nerves. Smooth muscle and cardiac muscle
can contract without outside stimuli, but they also respond
to stimulation by nerves and hormones.
3. Способность менять длину means that muscle can be stretched to its
normal resting length and beyond to a limited degree.
4. Эластичность is the ability of muscle to recoil to its original
resting length after it has been stretched.






Двигательные
функции,
осуществляемые сократительными
элементами мышечных тканей
поперечнополосатое скелетное МВ,
кардиомиоциты,
ГМК
немышечными контрактильными клетками
(миоэпителиальные, миофибробласты и
др.),
обеспечивает
актомиозиновый
хемомеханический преобразователь.
Актомиозиновый хемомеханический
преобразователь

Состоит из актина и миозина,
обладающего АТФ-азной активностью
Тайтин
Различия мышц





В скелетных МВ и кардиомиоцитах присутствуют
сократительные
единицы
—
саркомеры, это
поперечнополоcатые мышцы
в ГМК саркомеров нет, это гладкие мышцы.
Сократительную функцию скелетной мышечной ткани
(произвольная мускулатура) контролирует нервная система
(соматическая двигательная иннервация).
Непроизвольные мышцы (сердечная и гладкая) имеют
вегетативную двигательную иннервацию, а также развитую
систему
гуморального
контроля
их
сократительной
активности.
Все мышечные элементы способны к генерации ПД,
распространяющихся по клеточной мембране (сарколемме).
 Физиология
мышц
скелетных
В организме насчитывается около 600
мышц
С точки зрения
физики мышцы
обеспечивают
рычажную
передачу усилий
Ультраструктура скелетных мышц
Структура скелетной мышцы
экстрафузальные мышечные волокна
Структура скелетной мышцы
Сократительные белки
Структура актина и миозина
Механизм сокращения
Цикл
Укорочение саркомера
Затраты АТФ.




Энергия АТФ расходуется на:
образование поперечных мостиков,
осуществляющих продольное скольжение
актиновых филаментов (основная часть энергии
гидролиза АТФ);
Ca2+-насос: выкачивание Ca2+ из саркоплазмы
в саркоплазматический ретикулум после
окончания сокращения;
Na+/K+-насос: перемещение ионов натрия и
калия через мембрану МВ для обеспечения
соответствующего ионного состава вне- и
внутриклеточной среды.
Красные и белые мышцы отличаются
запасом миоглобина, и наличием
специфических дегидрогеназ
СДГ и ЛДГ
Регуляция сокращения мышечных
волокон
Нервно-мышечные синапсы
Н-холинорецептор –
лиганд-управляемый канал
Схема нервно-мышечного синапса
Нервно-мышечный синапс
Пресинаптические события
Работа Н-холинорецептора в концевой
пластинке
Передача ПД по Т-системе к
рианодиновым рецепторам и Ca++
каналам
Фосфолипаза С и ее
продукты ДАГ и ИФ3
Роль ионов кальция
Временные отношения в скелетной
мышце
 Регуляция
силы
сокращения мышц
Двигательная единица –мотонейрон и
совокупность иннервированных им
мышечных волокон
Интрафузальные мышечные волокна
Вовлечение новых двигательных
единиц усиливает тягу
Виды сокращений – одиночное,
зубчатый тетанус , гладкий тетанус
Типы
сокра
щени
й–
изото
ничес
кое,
изоме
триче
ское и
ауксо
тонич
еское
Закон средних нагрузок
Физиология
мышц
гладких
Гладкие мышцы различаются по типу
стимуляции
ГМК


Сократительный аппарат. Стабильные
актиновые нити ориентированы
преимущественно по продольной оси ГМК и
прикрепляются к плотным тельцам. Сборку
толстых (миозиновых) нитей и взаимодействие
актиновых и миозиновых нитей активируют ионы
Ca2+, поступающие из кальциевых депо —
саркоплазматического ретикулума.
Непременные компоненты сократительного
аппарата — кальмодулин (Ca2+–связывающий
белок), киназа и фосфатаза лёгкой цепи
миозина гладкомышечного типа.
Депо кальция в ГМК выражены плохо


· Депо Ca2+ — совокупность длинных узких
трубочек (саркоплазматический ретикулум и
находящихся под сарколеммой множества
мелких пузырьков — кавеол). Са2+-АТФаза
постоянно откачивает Са2+ из цитоплазмы ГМК
в саркоплазматический ретикулум.
Через Са2+-каналы кальциевых депо ионы Са2+
поступают в цитоплазму ГМК. Активация
Са2+-каналов происходит при изменении МП и
при помощи рецепторов рианодина и
инозитолтрифосфата.
Роль фосфолипазы С
Структура ГМК
Механизм сокращения ГМК
Коннексоны формируют
функциональный синцитий
Потенциалы поля и ПД В ГМК
Управление движениями кишки из ЖС
Иннервация
ГМК –
диффузная
передача сигнала
(норадреналин)
от
симпатических
нейронов
Спасибо за внимание!