Štruktúra kostrových svalových vlákien. Charakteristika svalových vlákien kostrových svalov

Na cielené rozvíjanie sily musíte porozumieť ľudskému svalovému systému. Svalový systém je v živote tela nevyhnutný.

Ľudské kostrové svalstvo pozostáva z svalové vlákna niekoľkých typov, ktoré sa navzájom líšia štruktúrnymi a funkčnými vlastnosťami. V súčasnosti existujú štyri hlavné typy svalových vlákien.

Pomalé fázické vlákna oxidačného typu. Vlákna tohto typu sa vyznačujú vysokým obsahom myoglobínového proteínu, ktorý je schopný viazať O2 (podobnými vlastnosťami ako hemoglobín). Svaly, ktoré sú prevažne zložené z vlákien tohto typu, sa nazývajú červené kvôli ich tmavočervenej farbe. Vykonávajú veľmi dôležitú funkciu udržiavania držania tela osoby. Maximálna únava vlákien tohto typu a preto svaly napredujú veľmi pomaly, kvôli prítomnosti myoglobínu a veľkému počtu mitochondrií. Obnovenie funkcie po únave nastáva rýchlo.

Rýchle fázické vlákna oxidujúceho typu. Svaly, ktoré sú prevažne zložené z vlákien tohto typu, vykonávajú rýchle kontrakcie bez znateľnej únavy, čo sa vysvetľuje veľkým počtom mitochondrií v týchto vláknach a schopnosťou vytvárať ATP oxidačnou fosforyláciou. V týchto svaloch je spravidla počet vlákien, ktoré tvoria neuromotorickú jednotku, menší ako v predchádzajúcej skupine. Hlavným účelom tohto typu svalových vlákien je vykonávať rýchly a energický pohyb.

Svalové vlákna všetkých uvedených skupín sa vyznačujú prítomnosťou jednej, v extrémnych prípadoch niekoľkých koncových platničiek tvorených jedným motorickým axónom.

Kostrové svalstvo je neoddeliteľnou súčasťou muskuloskeletálneho systému človeka. V tomto prípade svaly vykonávajú nasledujúce funkcie:

- zabezpečiť určité držanie tela človeka;

- pohybovať telom v priestore;

- posúvajte jednotlivé časti tela voči sebe;

- sú zdrojom tepla, ktoré vykonávajú termoregulačnú funkciu.

Hlavné skupiny kostrových svalov

Ľudské svaly sú dvoch typov - hladké a pruhované. 1 a 2 McComas AJ. Kostrový sval. - Kyjev: olympijská literatúra, 2001.- 107 s. je uvedený diagram svalového systému človeka.

Obrázok 1 Obrázok 2

Hlavné svaly osoby: 1 - svaly, ktoré pohybujú rukou a prstami; 2 - bicepsový sval meča; 3 - tricepsový sval meča; 4 - deltoidný sval; 5 - veľký sval pectoralis; 6 - veľký okrúhly sval; 7 - najširší sval chrbta; 8 - trapézový sval; 9 - predný sval serratus; 10 - sternocleidomastoidný sval; 11 - svaly scalene; 12 - priamy brušný sval; 13 - vonkajší šikmý sval; 14 - sval gluteus maximus; 15 - biceps femoris; 16 - sval semitendinosus; 17 - napínač svalov širokej fascie stehna; 18 - krajčírsky sval; 19 - štvorhlavý sval stehna; 20 - adduktorové svaly stehna; 21 - tricepsový sval nohy (21A - sval gastrocnemius, 21b - sval soleus); 22 - sval tibialis anterior; 23 - svaly chodidla.

Hladké svaly pokrývajú steny ciev a vnútorné orgány. Ich práca spravidla nezávisí od vôle osoby. Pomerne pomaly sa sťahujú, ale sú veľmi odolné. Kostrové svaly sa môžu rýchlo sťahovať a únava relatívne rýchlo. Kostrový sval je tvorený rôznym počtom svalových buniek. Tento sval je na kostre prichytený šľachou na oboch koncoch. Svalové vlákna sú zviazané a obklopené spojivové tkanivo ktorý ide do šľachy. Ľudské svaly sú bohato zásobené krvnými cievami a nervami. Osobitne treba spomenúť srdcový sval, ktorý pozostáva zo svalových vlákien. Rovnako ako hladké svaly; srdcový sval funguje bez relatívnej účasti ľudskej vôle. Výdrž srdca je veľmi veľká.

Štruktúra a vlastnosti kostrového svalstva

Štruktúra kostrového svalstva. Kostrový sval je tvorený skupinou svalových zväzkov. Každý z nich obsahuje tisíce svalových vlákien s priemerom 20 až 100 mikrónov a dĺžkou 12 - 16 cm. Každé vlákno je obklopené (pokryté) skutočnou bunkovou membránou - sarkolemou a obsahuje 1 000 až 2 000 a viac husto zabalených myofibríl (0,5- 2 μm). Shuvalova N.V. Ľudská štruktúra. - M.: Olma-press, 2000.- 99 s.

Pod svetelným mikroskopom sú myofibrily útvary pozostávajúce z tmavých a svetlých diskov, ktoré sa navzájom pravidelne striedajú.

Disky A sa nazývajú anizotropné (dvojlomné), disky I - izotropné (takmer žiadne dvojlomové). Dĺžka A - diskov je konštantná, dĺžka I - diskov závisí od štádia kontrakcie svalových vlákien.

V strede každého izotropného disku je Z - doska (membrána). Tieto Z -platničky rozdeľujú každý myofibril na 20 tisíc sekcií - sakromérov, ktorých dĺžka je asi 2,5 mikrónu. V dôsledku striedania izotropných a anizotropných segmentov má každý myofibril priečne pruhovanie.

V strede každého sakroméru je asi 2500 hrubých vlákien myozínového proteínu s priemerom asi 10 nm. Na oba konce sakroméru je k Z-membráne prichytených asi 2500 tenkých vlákien aktínového proteínu s priemerom asi 5 nm. Aktínové vlákna svojimi koncami čiastočne vstupujú medzi myozínové vlákna.

V centrálnej časti anizotropnej oblasti sa aktínové a myozínové vlákna navzájom neprekrývajú.

Štrukturálnou a funkčnou kontraktilnou jednotkou myofibrilu je sakromer, opakujúca sa časť vlákna, ohraničená dvoma Z platničkami.

Pruhované svaly obsahujú 100 mg kontraktilných bielkovín, hlavne myozín a aktín, ktoré tvoria akto-myozínový komplex. Medzi ďalšie kontraktilné proteíny patrí tropomyozín a troponínový komplex, ktoré sa nachádzajú v jemných vláknach.

Svaly tiež obsahujú myoglobín, glykolytické enzýmy, ATP a množstvo ďalších rozpustných bielkovín.

Vlákna kostrových svalov sa líšia farbou. Červené vlákna sú bohaté na sarkoplazmu a obsahujú málo myofibríl, biele vlákna obsahujú veľa myofibríl a relatívne málo sarkoplazmy.

Somatické a autonómne nervy končia kostrovými svalmi. Motorický nerv sa vetví a končí pri každom svalovom vlákne. Vlákno obsahuje iba koniec axiálneho valca, ktorý nepreniká sarkolemou, ale tlačí ho nadol a vytvára špeciálnu štruktúru - motorický plak, neuromuskulárnu synapsiu alebo koncovú motorickú dosku. Senzorické zakončenia v kostrových svaloch predstavujú neuromuskulárne vreteno, ktoré sú na jednom konci prichytené o kosť. Je to receptorové zariadenie obsahujúce svalové receptory. Akákoľvek zmena svalových vlákien spôsobuje zmenu aktivity nervosvalových vretenových receptorov.

Otázka 39-42

Miecha je súčasťou centrálneho nervového systému, ktorý je spojený s perifériou tela - pokožkou, svalmi a niektorými ďalšími vnútornými orgánmi. Tieto spojenia sa u ľudí uskutočňujú prostredníctvom 31-33 párov nervov vychádzajúcich z miecha , ktorý je podľa toho rozdelený na 31-32 segmentov (segmentov) .Každý z týchto segmentov inervuje určitú časť tela. Existuje 8 cervikálnych segmentov, 12 hrudných, 5 bedrových, 5 sakrálnych a 1-3 kokcygeálnych segmentov. Informácie prichádzajú do miechy z periférie a z miechy do svalov sú pokyny na vykonávanie určitých pohybov. Strednú časť miechy tvorí sivá hmota, ktorá v priereze pripomína motýľa s roztiahnutými krídlami. Šedá hmota miechy je koncentráciou obrovského počtu nervových buniek - neurónov. V každom segmente sú desiatky alebo stovky tisíc neurónov a v ľudskej mieche je ich viac ako trinásť miliónov. Sivá hmota mozgu je obklopená bielou hmotou pozostávajúcou z nervových vlákien - procesy neurónov. Napriek tomu, že neuróny sú veľmi malé a v priemere spravidla nepresahujú 0,1 milimetra, dĺžka ich procesov niekedy dosahuje jeden a pol metra. „Motýľ“ šedej hmoty pozostáva z rôznych buniek. V jeho predných častiach sú veľké motorické bunky, dlhé vlákna vystupujúce z miechy a smerujúce do svalov. Tieto vlákna, ktoré opúšťajú miechu, sa zhromažďujú vo zväzkoch nazývaných predné korene. Z každého segmentu vychádza jeden pár predných koreňov: jeden vpravo, druhý vľavo. Senzorické vlákna zahrnuté v každom segmente tvoria pár chrbtových koreňov. V mieche sú niektoré zmyslové vlákna nasmerované nahor do mozgu. Druhá časť prechádza do šedej hmoty; tu senzorické vlákna končia buď na motorických bunkách, alebo na malých medziľahlých alebo medzikalárnych bunkách, ktoré zohrávajú veľmi dôležitú úlohu vo fungovaní miechy. Podráždenie citlivých nervových zakončení pokožky, svalov, kĺbov, šliach spôsobuje signál šíriaci sa pozdĺž nervového vlákna - nervový impulz. Impulzy prichádzajúce do miechy pozdĺž senzorických vlákien chrbtových koreňov vzrušujú interkalárne a motorické bunky; odtiaľto, pozdĺž motorických vlákien predných koreňov, prebiehajú impulzy do svalov a spôsobujú ich stiahnutie. Takto sa vykonávajú jednoduché reflexy. Reflexy (z latinského slova reflexio - odraz) fyziológovia nazývali reakcie tela na podnety uskutočňované cez centrálny nervový systém. V dôsledku toho je jednou z hlavných funkcií miechy reflex. Cesta, po ktorej nervové impulzy putujú z periférie do miechy a z nej do svalov, sa nazýva reflexný oblúk. Existuje množstvo reflexov, v ktorých sú oblúky dobre študované. Získané údaje z neuropatológie sú využívané v praxi. Napríklad, keď lekár udrie kladivom do šľachy v blízkosti patela pacienta, on pomocou skúmania reflexu kolena šľachy posúdi funkčný stav postihnutej oblasti miechy. Miecha však nie je autonómnym reflexným systémom. Jeho práca prebieha pod neustálou kontrolou mozgu. Miecha je prepojená s rôznymi časťami mozgu cestami - dlhými zväzkami nervových vlákien bielej hmoty. Po niektorých cestách sa signály z periférie prenášajú nahor do mozgu, zatiaľ čo na iných idú príkazy zhora nadol, z mozgu do miechy. Zložité koordinované pohyby sú organizované a riadené celým centrálnym nervovým systémom. Najjemnejšie pohyby rúk klaviristu, zdokonalené krokmi tanečníka - to všetko je výsledkom pôsobenia prúdu impulzov z mozgu do miechy a z nej do svalov. Ďalšou dôležitou funkciou miechy je teda vodivá funkcia. Veľkú úlohu v tom majú medziľahlé alebo interkalárne neuróny. Nielenže prenášajú signály zo zmyslových neurónov do motorických. Vkladacie bunky prijímajú a spracovávajú informácie z rôznych svalov a oblastí pokožky. Na nich sa signály z periférie stretávajú aj s impulzmi z mozgu. Interkalárne bunky vysielajú excitačné signály do určitých skupín motorických buniek a súčasne inhibujú aktivitu iných skupín. Vďaka tomu je možná najlepšia koordinácia ľudských pohybov.

Kostrový sval - aktívna časť muskuloskeletálneho systému, ktorá zahŕňa aj kosti, väzy, šľachy a ich kĺby. Z funkčného hľadiska možno za motorický aparát považovať aj motorické neuróny, ktoré spôsobujú excitáciu svalových vlákien. Axón motorického neurónu sa vetví pri vchode do kostrového svalu a každá vetva sa podieľa na tvorbe neuromuskulárnej synapsie na samostatnom svalovom vlákne.

Motorický neurón spolu so svalovými vláknami, ktoré sú ním inervované, sa nazýva neuromotorická (alebo motorická) jednotka (DE). V očných svaloch obsahuje jedna motorická jednotka 13-20 svalových vlákien, vo svaloch trupu - od 1 tony vlákien, v svale soleus - 1500-2500 vlákien. Svalové vlákna jednej jednotky majú rovnaké morfologické a funkčné vlastnosti.

Funkcia kostrového svalstva sú: 1) pohyb tela v priestore; 2) vzájomný pohyb častí tela, vrátane vykonávania dýchacích pohybov, ktoré zabezpečujú ventiláciu pľúc; 3) udržiavanie polohy a držania tela. Prúžkové svaly navyše zohrávajú úlohu pri produkcii tepla, ktoré udržuje tepelnú homeostázu, a pri ukladaní určitých živín.

Psychologické vlastnosti kostrového svalstva prideliť:

1)vzrušivosť. Vzhľadom na vysokú polarizáciu membrán priečne pruhovaných svalových vlákien (90 mV) je ich excitabilita nižšia ako u nervových vlákien. Amplitúda akčného potenciálu v nich (130 mV) je väčšia ako v iných excitabilných bunkách. To v praxi umožňuje celkom jednoducho zaznamenať bioelektrickú aktivitu kostrových svalov. Trvanie akčný potenciál je 3-5 ms. To určuje krátke obdobie absolútnej refraktérnosti svalových vlákien;

vodivosť. Rýchlosť vedenia excitácie pozdĺž membrány svalového vlákna je 3-5 m / s;

kontraktilita. Predstavuje špecifickú vlastnosť svalových vlákien meniť svoju dĺžku a napätie počas vývoja vzrušenia.

Kostrový sval má tiež pružnosť a viskozita.

Režimy a typy svalových kontrakcií. Izotonický režim - sval sa skracuje bez zvýšenia jeho napätia. Takáto kontrakcia je možná iba pre izolovaný (odstránený z tela) sval.

Izometrický režim - svalové napätie sa zvyšuje, ale dĺžka sa prakticky neznižuje. Takéto zníženie je pozorované pri pokuse zdvihnúť drvivú záťaž.

Auxotonický režim sval sa skracuje a zvyšuje sa jeho napätie. Takéto zníženie sa najčastejšie pozoruje pri vykonávaní ľudskej pracovnej činnosti. Namiesto výrazu „auxotonický režim“ sa často používa názov koncentrický režim.

Existujú dva typy svalových kontrakcií: jednoduché a tetanické.

Kontrakcia jedného svalu sa prejavuje v dôsledku vývoja jednej vlny excitácie vo svalových vláknach. To sa dá dosiahnuť vystavením svalu veľmi krátkemu (asi 1 ms) podnetu. Pri vývoji jednej svalovej kontrakcie sa rozlišuje latentná perióda, skrátiaca fáza a relaxačná fáza. Svalová kontrakcia sa začína prejavovať 10 ms po začiatku expozície stimulu. Tento časový interval sa nazýva obdobie latencie (obrázok 5.1). Nasledovať bude vývoj skracovania (trvanie asi 50 ms) a relaxácie (50-60 ms). Verí sa, že na celý cyklus jednej svalovej kontrakcie sa strávi v priemere 0,1 s. Malo by sa však pamätať na to, že trvanie jednej kontrakcie v rôznych svaloch sa môže veľmi líšiť. Závisí to aj od funkčného stavu svalu. Rýchlosť sťahovania a hlavne relaxácie sa s rozvojom svalovej únavy spomaľuje. Medzi rýchle svaly s krátkym obdobím jednej kontrakcie patria svaly jazyka a zatváracie viečka.

Ryža. 5.1.Časové pomery rôznych prejavov excitácie vlákien kostrového svalstva: a - pomer akčného potenciálu, uvoľnenie Ca 2+ do sarkoplazmy a kontrakcie: / - doba latencie; 2 - skrátenie; 3 - relaxácia; b - pomer akčného potenciálu, zníženia a úrovne excitability

Pod vplyvom jediného podnetu vzniká najskôr akčný potenciál a až potom sa začína rozvíjať skrátenie obdobia. Pokračuje to aj po skončení repolarizácie. Obnovenie počiatočnej polarizácie sarkolemmy tiež naznačuje obnovu excitability. V dôsledku toho je na pozadí vyvíjajúcej sa kontrakcie svalových vlákien možné spôsobiť nové vlny excitácie, ktorých kontraktilný účinok sa zhrnie.

Thetanická kontrakcia alebo tetanus sa nazýva svalová kontrakcia, ktorá sa objavuje v dôsledku výskytu početných excitačných vĺn v motorických jednotkách, ktorých kontraktilný účinok je zhrnutý v amplitúde a čase.

Rozlišujte zubatý a hladký tetanus. Na získanie zúbkovaného tetanu je potrebné sval stimulovať s takou frekvenciou, aby sa každé nasledujúce pôsobenie aplikovalo po fáze skracovania, ale pred koncom relaxácie. Hladký tetanus sa získava častejším podráždením, keď sa počas vývoja skrátenia svalov aplikujú následné podnety. Napríklad, ak je fáza skracovania svalu 50 ms a relaxačná fáza 60 ms, potom na získanie zubatého tetanu je potrebné tento sval stimulovať frekvenciou 9-19 Hz, aby bol sval hladký - s frekvenciou najmenej 20 Hz.

Napriek

Amplitúda redukcie

uvoľnený

Pesimum

na pretrvávajúce podráždenie, svaly

30 Hz

1 Hz 7 Hz

200 Hz

50 Hz

Frekvencia podráždenia

Ryža. 5.2. Závislosť amplitúdy kontrakcie od frekvencie stimulácie (sila a trvanie stimulov sa nemenia)

Na demonštráciu rôznych typov tetanu sa zvyčajne používa záznam kontrakcií izolovaného svalu žaby gastrocnemia na kymografe. Príklad takého kimogramu je znázornený na obr. 5.2. Amplitúda jednej kontrakcie je minimálna, zvyšuje sa u zubatého tetanu a dosahuje maximum pri hladkom tetane. Jeden z dôvodov takéhoto zvýšenia amplitúdy je ten, že keď sa vyskytujú časté excitačné vlny, Ca 2+ sa hromadí v sarkoplazme svalových vlákien, čo stimuluje interakciu kontraktilných proteínov.

S postupným zvyšovaním frekvencie podráždenia ide zvýšenie sily a amplitúdy svalových kontrakcií len do určitej hranice - optimálna odozva. Frekvencia stimulácie, ktorá spôsobuje najväčšiu svalovú odpoveď, sa nazýva optimálna. Ďalší nárast frekvencie stimulácie je sprevádzaný poklesom amplitúdy a sily kontrakcie. Tento jav sa nazýva pesimálna odpoveď, a frekvencie stimulácie presahujúce optimálnu hodnotu sú pesimálne. Fenomény optima a pesimu objavil N.Ye. Vvedensky.

Pri hodnotení funkčnej aktivity svalov sa hovorí o ich tóne a fázických kontrakciách. Svalové napätie sa nazýva stav dlhotrvajúceho nepretržitého stresu. V tomto prípade nemusí viditeľné skrátenie svalu chýbať, pretože k excitácii nedochádza u všetkých, ale iba u niektorých motorických jednotiek svalu a nie sú excitované synchrónne. Fázová svalová kontrakcia nazývané krátkodobé skrátenie svalu, po ktorom nasleduje jeho relaxácia.

Štrukturálne-funkčný charakteristika svalových vlákien.Štrukturálnou a funkčnou jednotkou kostrového svalu je svalové vlákno, ktoré je predĺženou (0,5-40 cm dlhou) viacjadrovou bunkou. Hrúbka svalových vlákien je 10-100 mikrónov. Ich priemer sa môže zvýšiť pri intenzívnom tréningovom zaťažení, zatiaľ čo počet svalových vlákien môže rásť iba do veku 3-4 mesiacov.

Membrána svalových vlákien sa nazýva sarkolema, cytoplazma - sarkoplazma. Sarkoplazma obsahuje jadrá, početné organely, sarkoplazmatické retikulum, ktoré zahŕňa pozdĺžne tubuly a ich zhrubnutia - cisterny, ktoré obsahujú rezervy Ca 2+. Cisterny susedia s priečnymi tubulmi, ktoré prenikajú vláknom v priečnom smere (obr. 5.3).

V sarkoplazme prechádza asi 2000 myofibríl (asi 1 μm hrubých) pozdĺž svalového vlákna, ktoré obsahuje vlákna vytvorené prepojením molekúl kontraktilných bielkovín: aktínu a myozínu. Molekuly aktínu tvoria tenké vlákna (myofilamenty), ktoré prebiehajú navzájom rovnobežne a prenikajú cez druh membrány nazývanej Z-línia alebo pás. Z-čiary sú umiestnené kolmo na dlhú os myofibrilu a rozdeľujú myofibril na úseky dlhé 2–3 µm. Tieto stránky sa nazývajú sarcomeres.

Sarcolemma cisterna

Priečny tubul

Sarcomere

S-p trubica. ret ^ |

Jj3H cccc c_ s zzzz tccc;

; zzzz ssss s

z zzzz ssss s

j3333 СССС £

J3333 s s s s s_

J3333 ss s s s_

Sarkoméra znížená

3 3333 ssss s

Sarcomere sa uvoľnila

Ryža. 5.3.Štruktúra sarkoméry svalových vlákien: Z -čiary - obmedzte sarkoméru, /! - anizotropný (tmavý) disk, / - izotropný (svetlý) disk, H - zóna (menej tmavý)

Sarkomera je kontraktilná jednotka myofibrilu - v strede sarkoméry ležia prísne vlákna nad sebou tvorené molekulami myozínu, tenké vlákna aktínu sú podobne umiestnené na okrajoch sarkoméry. Konce aktínových vlákien sa rozprestierajú medzi koncami myozínových vlákien.

Centrálna časť sarkoméry (široká 1,6 µm), v ktorej ležia myozínové vlákna, vyzerá pod mikroskopom tmavo. Túto tmavú oblasť je možné vysledovať cez celé svalové vlákno, pretože sarkomery susedných myofibríl sú umiestnené striktne symetricky nad sebou. Tmavé oblasti sarkomérov sa nazývajú A-disky od slova „anizotropné“ Tieto oblasti sú v polarizovanom svetle dvojlomné. Oblasti pozdĺž okrajov A-disku, kde sa prekrývajú aktínové a myozínové vlákna, pôsobia tmavšie ako v strede, kde sa nachádzajú iba myozínové vlákna. Táto centrálna oblasť sa nazýva N.

Oblasti myofibrily, v ktorých sa nachádzajú iba aktínové vlákna, nemajú dvojlom, sú izotropné. Odtiaľ pochádza aj ich názov - I -disky. V strede I-disku je úzka tmavá čiara tvorená Z-membránou. Táto membrána udržuje aktínové vlákna dvoch susedných sarkomérov v usporiadanom stave.

Aktínové vlákno obsahuje okrem molekúl aktínu aj proteíny tropomyozín a troponín, ktoré ovplyvňujú interakciu aktínových a myozínových vlákien. V molekule myozínu sú izolované oblasti, ktoré sa nazývajú hlava, krk a chvost. Každá taká molekula má jeden chvost a dve hrdlá v krku. Každá hlava má chemické centrum, ktoré môže pripojiť ATP a miesto, ktoré mu umožňuje viazať sa na aktínové vlákno.

Pri tvorbe myozínového vlákna sú molekuly myozínu prepletené svojimi dlhými chvostmi, umiestnenými v strede tohto vlákna, a hlavy sú bližšie k jeho koncom (obr. 5.4). Krk a hlava tvoria výčnelok vyčnievajúci z myozínových vlákien. Tieto výčnelky sa nazývajú krížové mosty. Sú mobilné a vďaka takýmto mostom môžu myozínové vlákna nadviazať spojenie s aktínovými vláknami.

Keď je ATP pripojený k hlave molekuly myozínu, most je krátko umiestnený v tupom uhle vzhľadom na chvost. V nasledujúcom okamihu dôjde k čiastočnému štiepeniu ATP, a preto sa hlava zdvihne, prejde do napájanej polohy, v ktorej sa môže viazať na aktínové vlákno.

Molekuly aktínu tvoria trolonín s dvojitou špirálou

Komunikačné centrum s ATF

Časť tenkej nite (molekuly tropomyozínu sú umiestnené pozdĺž aktínových reťazcov, trolonín v uzloch špirály)

Krk

Chvost

Tropomyoein ti

Molekula myozínu pri vysokom zväčšení

Časť hrubého vlákna (viditeľné sú hlavy molekúl myozínu)

Aktínová niť

Hlava

+ Ca 2+

Ca 2+ "* Ca 2+

ADP-F

Ca 2+ N.

Relaxácia

Cyklus pohybov hlavy myozínu počas svalovej kontrakcie

myozín 0 + ATP

Ryža. 5.4.Štruktúra aktínových a myozínových vlákien, pohyb myozínových hláv počas svalovej kontrakcie a relaxácie. Vysvetlené v texte: 1-4 - fázy cyklu

Mechanizmus kontrakcie svalových vlákien. Vzrušenie vlákna kostrového svalstva za podmienok fyziologickej normy je spôsobené iba impulzmi pochádzajúcimi z motoneurónov. Nervový impulz aktivuje neuromuskulárnu synapsiu, spôsobuje výskyt PC.P a potenciál koncovej platne poskytuje generáciu akčného potenciálu na sarkolemme.

Akčný potenciál sa šíri pozdĺž povrchovej membrány svalového vlákna a hlboko do priečnych tubulov. V tomto prípade dochádza k depolarizácii cisterien sarkoplazmatického retikula a k otvoreniu kanálov Ca 2+. Pretože koncentrácia Ca 2+ v sarkoplazme je 1 (G 7 -1 (G b M a v cisternách je približne 10 000 -krát väčšia), potom pri otvorení kanálov Ca 2+ vápnik opúšťa cisterny do sarkoplazmy pozdĺž koncentračný gradient, difunduje do myofilamentov a spúšťa procesy, ktoré zaisťujú kontrakciu. Uvoľnenie iónov Ca 2+

v sarkoplazme je faktor, ktorý spája elektrickú energiu obloha a mechanické javy vo svalových vláknach. Ióny Ca 2+ sa viažu na troponín a to za účasti tropomyo zina, vedie k otvoreniu (odblokovaniu) aktínových oblastí vytie vlákna, ktoré sa môžu viazať na myozín. Potom energizované myozínové hlavy vytvoria mostíky s aktínom a dôjde k konečnému štiepeniu ATP, ktoré predtým zachytili a zadržali myozínové hlavy. Energia získaná štiepením ATP ide na otočenie myozínových hláv do stredu sarkoméry. Pri tejto rotácii sa myozínové hlavy ťahajú po aktínových vláknach a postupujú nimi medzi myozínové vlákna. Jedným pohybom hrebeňa môže hlava posunúť aktínové vlákno o -1% dĺžky sarkoméry. Pre maximálnu kontrakciu sú potrebné opakované hladiace pohyby hlavami. K tomu dochádza vtedy, ak je dostatočná koncentrácia ATP a Ca 2+ v sarkoplazme. Na opakovaný pohyb hlavy myozínu k nej musí byť pripevnená nová molekula ATP. Pripojenie ATP spôsobuje prerušenie spojenia medzi myozínovou hlavou a aktínom a na chvíľu zaujme svoju počiatočnú polohu, z ktorej môže pokračovať v interakcii s novým úsekom aktínového vlákna a vykonaním nového veslovacieho pohybu.

Táto teória mechanizmu svalovej kontrakcie sa nazývala teória "posuvných nití"

Na uvoľnenie svalového vlákna je potrebné, aby koncentrácia iónov Ca 2+ v sarkoplazme bola nižšia ako 10 -7 M / l. Je to spôsobené fungovaním vápnikovej pumpy, ktorá destiluje Ca 2+ zo sarkoplazmy do retikula. Okrem toho je na uvoľnenie svalov nevyhnutné, aby boli porušené mostíky medzi myozínovými hlavami a aktínom. K takémuto prasknutiu dochádza, keď sú v sarkoplazme prítomné molekuly ATP a viažu sa na myozínové hlavy. Po odpojení hláv elastické sily roztiahnu sarkoméru a posunú aktínové vlákna do pôvodnej polohy. Elastické sily sa vytvárajú v dôsledku: 1) elastickej trakcie špirálových bunkových bielkovín zahrnutých v štruktúre sarkoméry; 2) elastické vlastnosti membrán sarkoplazmatického retikula a sarkolemmy; 3) elasticita spojivového tkaniva svalov, šliach a pôsobenie gravitácie.

Sila svalov. Sila svalov je daná maximálnou veľkosťou záťaže, ktorú môže zdvihnúť, alebo maximálnou silou (napätím), ktorú môže vyvinúť za podmienok izometrickej kontrakcie.

Jediné svalové vlákno je schopné vyvinúť napätie 100-200 mg. V tele je približne 15-30 miliónov vlákien. Ak by pôsobili paralelne v jednom smere a súčasne, mohli by vytvoriť napätie 20-30 ton.

Sila svalov závisí od mnohých morfologických, funkčných, fyziologických a fyzických faktorov.

Sila svalov sa zvyšuje s nárastom ich geometrického a fyziologického prierezu. Na určenie fyziologického prierezu svalu nájdite súčet prierezov všetkých svalových vlákien pozdĺž čiary nakreslenej kolmo na priebeh každého svalového vlákna.

V svale s paralelným priebehom vlákien (krajčírsky) sú geometrické a fyziologické prierezy rovnaké. V svaloch so šikmým priebehom vlákien (medzirebrové) je fyziologický úsek väčší ako geometrický a to prispieva k zvýšeniu svalovej sily. Ešte viac sa zvyšuje fyziologický úsek a sila svalov s perovitým usporiadaním (väčšina svalov tela) svalových vlákien.

Aby bolo možné porovnať silu svalových vlákien vo svaloch s rôznymi histologickými štruktúrami, bol zavedený koncept absolútnej svalovej sily.

Absolútna svalová sila- maximálna sila vyvinutá svalom, vyjadrená ako 1 cm 2 fyziologického prierezu. Absolútna sila bicepsu - 11,9 kg / cm 2, tricepsový sval ramena - 16,8 kg / cm 2, gastrocnemius 5,9 kg / cm 2, hladký - 1 kg / cm 2

Sila svalu závisí od percenta rôznych typov motorických jednotiek, ktoré tento sval tvoria. Pomer odlišné typy motorické jednotky v tom istom svale nie sú u ľudí rovnaké.

Rozlišujú sa tieto typy motorických jednotiek: a) pomalé, neúnavné (červené) - majú malú silu, ale môžu byť dlho v stave tonického sťahu bez známok únavy; b) rýchle, ľahko unaviteľné (biele) - ich vlákna majú veľkú sťahovaciu silu; c) rýchle, odolné voči únave - majú pomerne veľkú silu sťahovania a únava sa v nich vyvíja pomaly.

U rôznych ľudí je pomer počtu pomalých a rýchlych motorických jednotiek v tom istom svale daný geneticky a môže sa výrazne líšiť. V ľudskom svale quadriceps femoris sa teda relatívny obsah medených vlákien môže pohybovať od 40 do 98%. Čím vyššie je percento pomalých vlákien v ľudských svaloch, tým viac sú prispôsobené na dlhodobú, ale málo výkonnú prácu. Ľudia s vysokým obsahom rýchlo silných motorických jednotiek sú schopní vyvinúť veľkú silu, ale sú náchylní na rýchlu únavu. Treba však mať na pamäti, že únava závisí aj od mnohých ďalších faktorov.

S miernym naťahovaním sa svalová sila zvyšuje. Je to spôsobené tým, že s miernym naťahovaním sarkoméry (až do 2,2 μm) sa zvyšuje počet mostíkov, ktoré môžu vzniknúť medzi aktínom a myozínom. Keď je sval natiahnutý, vyvíja sa v ňom aj elastická trakcia zameraná na skrátenie. Tento ťah sa pridáva k sile vyvíjanej pohybom myozínových hláv.

Sila svalov je regulovaná nervovým systémom zmenou frekvencie impulzov vysielaných do svalu, synchronizáciou excitácie veľkého počtu motorických jednotiek a výberom typov motorických jednotiek. Sila kontrakcií sa zvyšuje: a) s nárastom počtu excitovaných motorických jednotiek zapojených do reakcie; b) so zvýšením frekvencie excitačných vĺn v každom z aktivovaných vlákien; c) pri synchronizácii excitačných vĺn vo svalových vláknach; d) keď sú aktivované silné (biele) motorové jednotky.

Najprv (ak je potrebné vyvinúť malé úsilie) sa aktivujú pomalé, neúnavné motorické jednotky, potom rýchle, odolné voči únave. A ak je potrebné vyvinúť viac ako 20-25% maximálnej sily, potom sú do kontrakcie zapojené rýchle a ľahko unaviteľné motorické jednotky.

Pri napätí až 75% maxima je možné aktivovať takmer všetky motorické jednotky a dochádza k ďalšiemu zvýšeniu sily v dôsledku zvýšenia frekvencie impulzov prichádzajúcich do svalových vlákien.

Pri slabých kontrakciách je frekvencia impulzov v axónoch motoneurónov 5-10 pulzov / s a ​​pri vysokej sile kontrakcie môže dosiahnuť až 50 pulzov / s.

V detstve je nárast sily spôsobený predovšetkým zvýšením hrúbky svalových vlákien a je to spôsobené zvýšením počtu myofibríl. Nárast počtu vlákien je zanedbateľný.

Počas svalového tréningu u dospelých je zvýšenie ich sily spojené s nárastom počtu myofibríl, zatiaľ čo zvýšenie vytrvalosti je dôsledkom zvýšenia počtu mitochondrií a intenzity syntézy ATP v dôsledku aeróbnych procesov.

Medzi silou a rýchlosťou skracovania existuje vzťah. Rýchlosť sťahovania svalov je tým väčšia, čím dlhšia je jeho dĺžka (v dôsledku súčtu sťahovacích účinkov sarkomérov) a závisí od zaťaženia svalu. So zvyšujúcim sa zaťažením sa rýchlosť sťahovania znižuje. Ťažké bremeno je možné zdvihnúť iba pri pomalej jazde. Maximálna rýchlosť kontrakcie dosiahnutá počas kontrakcie ľudských svalov je asi 8 m / s.

Sila svalovej kontrakcie klesá s rozvojom únavy.

Únava a jej fyziologický základ.Únava sa nazýva dočasné zníženie výkonu v dôsledku predchádzajúcej práce a zmizne po období odpočinku.

Únava sa prejavuje znížením svalovej sily, rýchlosti a presnosti pohybov, zmenou výkonu kardiorespiračného systému a autonómnej regulácie a zhoršením výkonu centrálneho nervového systému. O tom druhom svedčí zníženie rýchlosti najjednoduchších mentálnych reakcií, oslabenie pozornosti, pamäte, zhoršenie ukazovateľov myslenia, zvýšenie počtu chybných akcií.

Subjektívne sa únava môže prejaviť ako pocit únavy, bolesti svalov, búšenie srdca, príznaky dýchavičnosti, túžba znížiť záťaž alebo prestať pracovať. Príznaky únavy sa môžu líšiť v závislosti od typu práce, jej intenzity a stupňa únavy. Ak je únava spôsobená duševnou prácou, potom sú symptómy poklesu funkčných schopností duševnej činnosti spravidla výraznejšie. Pri veľmi ťažkej svalovej práci môžu prísť do popredia symptómy porúch na úrovni nervosvalového aparátu.

Únava, ktorá sa vyvíja v podmienkach bežnej pracovnej činnosti, pri svalovej aj duševnej práci, má do značnej miery podobné mechanizmy vývoja. V oboch prípadoch sa procesy únavy vyvíjajú najskôr v nervovom centrá. Jedným z indikátorov toho je pokles mysle prirodzené pracovná kapacita s fyzickou únavou a s mentálnou únavou - zníženie účinnosti my krčnýčinnosti.

Odpočívaj sa nazýva stav pokoja alebo výkon novej činnosti, pri ktorej sa eliminuje únava a obnoví sa pracovná kapacita. ICH. Sechenov ukázal, že k obnoveniu pracovnej kapacity dochádza rýchlejšie, ak počas odpočinku po únave jednej svalovej skupiny (napríklad ľavej ruky) pracujete s inou svalovou skupinou (pravou rukou). Tento jav nazval „aktívny odpočinok“

Reštaurovanie sú procesy, ktoré zabezpečujú odstránenie deficitu zásob energie a plastov, reprodukciu vyčerpaných alebo poškodených štruktúr počas práce, elimináciu nadbytočných metabolitov a odchýlky ukazovateľov homeostázy od optimálnej úrovne.

Trvanie obdobia potrebného na zotavenie tela závisí od intenzity a trvania práce. Čím väčšia je intenzita práce, tým kratší je čas na odpočinok.

Rôzne ukazovatele fyziologických a biochemických procesov sa obnovia po rôznych časoch od konca fyzickej aktivity. Jednou z dôležitých skúšok rýchlosti obnovy je čas, ktorý trvá, kým sa srdcová frekvencia vráti do pokojových úrovní. Doba obnovy srdcovej frekvencie po teste so strednou fyzickou aktivitou u zdravého človeka by nemala presiahnuť 5 minút.

S veľmi intenzívnym fyzická aktivita fenomény únavy sa vyvíjajú nielen v centrálnom nervovom systéme, ale aj v nervosvalových synapsiách, ako aj vo svaloch. V systéme neuromuskulárneho preparátu majú nervové vlákna najmenšiu únavu, najväčšia je nervosvalová synapsia, sval zaujíma medzipolohu. Nervové vlákna môžu viesť vysokofrekvenčné akčné potenciály hodiny bez známok únavy. Pri častej aktivácii synapsie sa účinnosť prenosu excitácie najskôr zníži a potom dôjde k blokáde jej vedenia. Je to spôsobené poklesom dodávky mediátora a ATP v presynaptickom termináli, znížením citlivosti postsynaptickej membrány na acetylcholín.

Bolo navrhnutých niekoľko teórií mechanizmu vývoja únavy vo veľmi intenzívne pracujúcom svale: a) teória „vyčerpania“ - vyčerpanie zásob ATP a zdrojov jeho tvorby (kreatínfosfát, glykogén, mastné kyseliny) , b) teória „zadusenia“ - nedostatok dodávky kyslíka je na prvom mieste vo vláknach pracujúceho svalu; c) teória „upchatia“, vysvetľujúca únavu nahromadením kyseliny mliečnej a toxických metabolických produktov vo svale. V súčasnosti sa verí, že všetky tieto javy sa vyskytujú pri veľmi intenzívnej svalovej práci.

Zistilo sa, že maximálna fyzická práca pred rozvojom únavy sa vykonáva s priemernou závažnosťou a rýchlosťou práce (pravidlo priemerných záťaží). V rámci prevencie únavy je tiež dôležité: správny pomer dôb práce a odpočinku, striedanie duševnej a telesnej práce, účtovanie cirkadiánnych (cirkadiánnych), ročných a individuálnych biologických rytmy.

Svalová sila rovná sa súčinu svalovej sily a rýchlosti skrátenia. Maximálny výkon sa vyvíja pri priemernej rýchlosti skrátenia svalov. Pre sval paže je maximálny výkon (200 W) dosiahnutý pri kontrakčnej rýchlosti 2,5 m / s.

5.2. Hladké svaly

Psychologické vlastnosti a vlastnosti hladkých svalov.

Hladké svaly sú neoddeliteľnou súčasťou niektorých vnútorných orgánov a podieľajú sa na zabezpečení funkcií, ktoré tieto orgány vykonávajú. Regulujú najmä priechodnosť priedušiek na vzduch, prietok krvi v rôznych orgánoch a tkanivách, pohyb tekutín a chymu (v žalúdku, črevách, močovodoch, močových a žlčníkových mechúroch), vypudzovanie plodu z maternice, rozšíriť alebo zúžiť zrenice (v dôsledku stiahnutia radiálnych alebo kruhových svalov dúhovky), zmeniť polohu vlasového a kožného reliéfu. Bunky hladkého svalstva sú vretenovité, 50-400 mikrónov dlhé, 2-10 mikrónov hrubé.

Hladké svaly, podobne ako kostrové, majú excitabilitu, vodivosť a kontraktilitu. Na rozdiel od kostrových svalov, ktoré majú elasticitu, hladké svaly sú plastické (schopné dlho udržujte dĺžku, ktorú im dávate, natiahnutím bez zvyšovania stresu). Táto vlastnosť je dôležitá pre funkciu ukladania potravy v žalúdku alebo tekutín v žlčníku a močovom mechúre.

Zvláštnosti vzrušivosť vlákna hladkého svalstva sú do určitej miery spojené s ich nízkym transmembránovým potenciálom (E 0 = 30-70 mV). Mnohé z týchto vlákien sú automatické. Trvanie ich akčného potenciálu môže dosiahnuť desiatky milisekúnd. Dôvodom je, že akčný potenciál v týchto vláknach sa vyvíja hlavne v dôsledku vstupu vápnika do sarkoplazmy z medzibunkovej tekutiny takzvanými pomalými kanálmi Ca 2+.

Rýchlosť vedenie vzruchu v bunkách hladkého svalstva je malý - 2-10 cm / s. Na rozdiel od kostrového svalstva môže byť stimulácia v hladkom svale prenášaná z jedného vlákna do druhého, ležiaceho vedľa neho. K tomuto prenosu dochádza v dôsledku prítomnosti nexusov medzi vláknami hladkých svalov, ktoré majú nízky odpor elektrický prúd a zabezpečenie výmeny medzi bunkami Ca2+ a inými molekulami. Výsledkom je, že hladký sval má vlastnosti funkčnej syntézy.

Kontraktilita vlákna hladkého svalstva sa vyznačujú dlhou dobou latencie (0,25-1,00 s) a dlhým trvaním (až 1 minútu) jednej kontrakcie. Hladké svaly majú malú silu sťahovania, ale sú schopné dlho zostať v tonickom sťahovaní bez toho, aby sa dostavila únava. Je to spôsobené tým, že hladké svaly vynakladajú 100-500 krát menej energie na udržanie tetanickej kontrakcie ako kostrové svaly. Preto zásoby ATP spotrebované hladkým svalom majú čas na obnovu aj počas kontrakcie a hladké svaly niektorých štruktúr tela sú v stave tonickej kontrakcie celý život.

Podmienky kontrakcie hladkého svalstva. Najdôležitejšou vlastnosťou vlákien hladkých svalov je, že sú vzrušené pod vplyvom mnohých podnetov. Kontrakcia kostrového svalstva je za normálnych okolností iniciovaná iba nervovým impulzom prichádzajúcim do neuromuskulárnej synapsie. Kontrakciu hladkého svalstva môžu spôsobiť nervové impulzy a biologicky aktívne látky (hormóny, mnohé neurotransmitery, prostaglandíny, niektoré metabolity), ako aj fyzické faktory, ako je napínanie. Stimulácia hladkého svalstva môže navyše nastať spontánne - kvôli automatizácii.

Veľmi vysoká reaktivita hladkých svalov, ich vlastnosť reagovať kontrakciou na pôsobenie rôznych faktorov, vytvára v lekárskej praxi značné ťažkosti pre korekciu porúch v tóne týchto svalov. To je možné vidieť na príkladoch liečby bronchiálnej astmy, arteriálnej hypertenzie, spastickej kolitídy a ďalších chorôb vyžadujúcich korekciu kontraktilnej aktivity hladkých svalov.

Molekulárny mechanizmus kontrakcie hladkého svalstva sa tiež líši od mechanizmu kontrakcie kostrového svalstva. Aktinové a myozínové vlákna vo vláknach hladkého svalstva sú usporiadané menej usporiadane ako v kostrových, a preto hladké svaly nemajú priečne pruhovanie. V aktínových vláknach hladkého svalstva nie je žiadny troponínový proteín a aktínové molekulárne centrá sú vždy otvorené pre interakciu s myozínovými hlavami. Na to, aby k takejto interakcii došlo, je potrebné rozložiť molekuly ATP a preniesť fosfát do myozínových hláv. Potom sú molekuly myozínu tkané do nití a zviazané hlavami s myozínom. Nasleduje obrat myozínových hláv, v ktorom sa medzi myozínové vlákna natiahnu aktínové vlákna a dôjde ku kontrakcii.

Fosforylácia myozínových hláv sa vykonáva pomocou enzýmovej kinázy ľahkých reťazcov myozínu a defosforylácia myozínových ľahkých reťazcov fosfatázou. Ak aktivita myozínfosfatázy prevláda nad aktivitou kinázy, potom sú myozínové hlavy defosforylované, spojenie medzi myozínom a aktínom je prerušené a sval sa uvoľňuje.

Preto, aby sa hladké svalstvo stiahlo, je nevyhnutné zvýšenie aktivity myozínovej kinázy ľahkého reťazca. Jeho aktivita je regulovaná hladinou Ca 2+ v sarkoplazme. Keď je vlákno hladkého svalstva vzrušené, obsah vápnika v jeho sarkoplazme sa zvýši. Toto zvýšenie je spôsobené príjmom Ca ^ + z dvoch zdrojov: 1) medzibunkového priestoru; 2) sarkoplazmatické retikulum (obr. 5.5). Ióny Ca 2+ tvoria komplex s proteínom kalmodulín, ktorý aktivuje myozínkinázu.

Sled procesov vedúcich k rozvoju kontrakcie hladkého svalstva: vstup Ca 2 do sarkoplazmy - akt

vácia kalmodulínu (prostredníctvom tvorby komplexu 4Ca 2+ - kalmodulín) - aktivácia kinázy ľahkého reťazca myozínu - fosforylácia myozínových hláv - väzba myozínových hláv s aktínom a rotácia hlavy, v ktorej sa medzi myozínové vlákna natiahnu aktínové vlákna.

Podmienky nevyhnutné na relaxáciu hladkého svalstva: 1) znížiť (až o 10 M / l a menej) obsah Ca 2+ v sarkoplazme; 2) rozpad komplexu 4Ca 2+ -kalmodulínového komplexu, čo vedie k zníženiu aktivity myozínovej kinázy ľahkého reťazca - defosforylácii myozínových hláv, čo vedie k pretrhnutiu väzieb medzi aktínovými a myozínovými vláknami. Potom elastické sily spôsobia relatívne pomalú obnovu pôvodnej dĺžky vlákna hladkého svalstva, jeho relaxáciu.

Kontrolné otázky a úlohy

Bunková membrána

Ryža. 5.5. Schéma dráh vstupu Ca 2+ do sarkoplazmy hladkého svalstva

bunka a jej odstránenie z plazmy: a - mechanizmy zabezpečujúce vstup Ca 2 + do sarkoplazmy a začiatok kontrakcie (Ca 2+ pochádza z extracelulárneho prostredia a sarkoplazmatického retikula); b - spôsoby odstránenia Ca 2+ zo sarkoplazmy a poskytnutia relaxácie

Vplyv norepinefrínu na α-adrenergné receptory

Kanál Ca 2+ závislý na ligande

Úniky kanálov g

Potenciálne závislý kanál Ca 2+

Bunka hladkého svalstva

a-adreno! receptorfNoradrenalínG

Aké sú typy ľudských svalov? Aké sú funkcie kostrového svalstva?

Charakterizujte fyziologické vlastnosti kostrových svalov.

Aký je pomer akčného potenciálu, kontrakcie a excitability svalového vlákna?

Aké sú režimy a typy svalových kontrakcií?

Uveďte štruktúrne a funkčné vlastnosti svalového vlákna.

Čo sú to motorové jednotky? Uveďte ich typy a vlastnosti.

Aký je mechanizmus kontrakcie a relaxácie svalových vlákien?

Čo je svalová sila a aké faktory ju ovplyvňujú?

Aký je vzťah medzi silou kontrakcie, jej rýchlosťou a prácou?

Definujte únavu a zotavenie. Aké sú ich fyziologické základy?

Aké sú fyziologické vlastnosti a vlastnosti hladkých svalov?

Vytvorte si zoznam podmienok pre kontrakciu a relaxáciu hladkého svalstva.

V článku o produkcii anaeróbnej a aeróbnej energie sme sa pozreli na rôzne spôsoby získavania energie. Je logické predpokladať, že aj svalové vlákna majú určitú predispozíciu prijímať energiu tak či onak. Predtým, ako sa pozrieme na typy svalových vlákien, si v krátkosti pripomenieme znalosti anatómie potrebné na pochopenie problematiky.

Svalové tkanivo je troch typov:

• hladká sval (súčasťou stien vnútorné orgány: krvné a lymfatické cievy, močové cesty, tráviaci trakt);
• priečne pruhovaný srdcový sval(srdce z neho pozostáva);
• pruhované tkanivo kostrového svalstva(kostrové svaly, ako aj steny hltana, horného pažeráka, jazyka, okulomotorických svalov).

Budeme zvažovať respektíve druhý typ - tkanivové tkanivo kostrového svalstva, z ktorého sú zložené naše svaly a ktorého hlavnou vlastnosťou je ľubovoľnosť kontrakcií a relaxácie.

V ľudskom tele približne 600 svalov(rôzne metódy počítania dostanú mierne odlišné čísla). Najmenšie sú pripevnené k najmenším kostiam v uchu. Najväčšie - svaly gluteus maximus - uviedli do pohybu nohy. Najsilnejšie svaly sú gastrocnemia a žuvacie svaly.

Muži majú viac svalovej hmoty ako ženy: svalová hmotnosť u žien je približne 30-35% a u mužov 42-47% z celkovej telesnej hmotnosti. U obzvlášť vynikajúcich športovcov môže toto percento dosiahnuť 60 alebo viac. Ale ženy majú výrazne vyššie percento tukového tkaniva a ženské telo má väčšiu schopnosť využívať mastné kyseliny ako zdroj energie.

Rozloženie svalovej hmoty v celom tele u mužov a žien tiež nie je rovnaké. Prevažná väčšina svalovej hmoty sa u väčšiny žien nachádza v spodnej časti tela a v hornej časti tela nie sú svalové objemy veľké, svaly sú malé a často úplne netrénované.

Štruktúra svalov

Každý kostrový sval je zložený z mnohých tenkých svalové vlákna Hrúbka 0,05-0,11 mm a dĺžka až 15 cm Svalové vlákna sa zbierajú do zväzkov po 10 až 50 kusoch obklopených spojivovým tkanivom. Samotný sval je tiež obklopený spojivovým tkanivom (fascia). Svalové vlákna tvoria 85-90% svalovej hmoty, zvyšok sú cievy a nervy prechádzajúce medzi nimi. Svalové vlákna hladko prechádzajú na koncoch do šliach a šľachy sú prichytené o kosti.

Sarkoplazma (cytoplazma) svalových vlákien obsahuje mnoho mitochondrie, ktoré pôsobia ako elektrárne, v ktorých prebiehajú metabolické procesy a kde sa hromadia látky bohaté na energiu, ako aj ďalšie látky potrebné na zabezpečenie energetické potreby... Každá svalová bunka má tisíce mitochondrií, ktoré tvoria 30-35% jej hmotnosti. Mitochondrie sú zoradené v reťazci myofibrily, tenké svalové vlákna, vďaka ktorým dochádza k svalovej kontrakcii-relaxácii. Jedna bunka obvykle obsahuje niekoľko desiatok myofibríl. Dĺžka myofibrily môže dosiahnuť niekoľko centimetrov a hmotnosť všetkých myofibríl svalovej bunky je asi 50% jej celkovej hmotnosti. Hrúbka svalového vlákna teda bude závisieť predovšetkým od počtu myofibríl v ňom a od prierezu myofibríl. Myofibrily sú zasa zložené z mnohých drobných sarkomérov.

Účelová telesná výchova a šport vedú k:

• zvýšenie počtu myofibríl vo svalovom vlákne;
• zvýšenie prierezu myofibríl;
• zvýšenie veľkosti a počtu mitochondrií, ktoré zásobujú myofibrily energiou;
• zásoby nosičov energie vo svalovej bunke (glykogén, fosfáty atď.) sa zvyšujú.

V procese tréningu sa najskôr zvýši sila svalu, následne sa zvýši hrúbka svalového vlákna, čo v konečnom dôsledku vedie k celkovému zvýšeniu prierezu celého svalu. Proces zväčšovania hrúbky svalových vlákien sa nazýva hypertrofia a znižovanie sa nazýva atrofia.

Sila a svalová hmota sa proporcionálne nezvyšujú: ak sa svalová hmota zvýši napríklad dvakrát, potom sa svalová sila strojnásobí.

Svalové biopsie ukázali nižšie percento myofibríl vo svalových vláknach u žien ako u mužov (dokonca aj u vysoko kvalifikovaných športovcov). Spolu s výrazne nižšími hladinami testosterónu (testosterón vás „vytlačí“ von) mužské telo maximum), tradičný tréning pre mužov na zvýšenie svalovej hmoty s veľkými váhami pri nízkom počte opakovaní je pre väčšinu žien neúčinný. Preto ženy nemôžu budovať obrovské svaly, bez ohľadu na to, ako veľmi sa snažia. Počet svalových vlákien v konkrétnom svale je daný geneticky a počas tréningu sa nemení. Preto človek s väčším počtom svalových vlákien v konkrétnom svale má väčší potenciál vyvinúť tento sval ako iná osoba s menším počtom svalových buniek v tomto svale.

Červené a biele svalové vlákna

V závislosti od kontraktilných vlastností, histochemickej farby a únavy sa svalové vlákna delia na dve skupiny - červenú a bielu.

Červené svalové vlákna

Červené svalové vlákna- Ide o pomalé vlákna malého priemeru, ktoré sa používajú na získavanie energie z oxidácie uhľohydrátov a mastných kyselín (systém výroby aeróbnej energie). Ďalšie názvy týchto vlákien sú pomalé alebo pomalé svalové vlákna, vlákna typu 1 a pomalé vlákna.

Pomalé vlákna sa nazývajú červené kvôli červenému histochemickému sfarbeniu v dôsledku vysokého množstva myoglobínu v týchto vláknach, červeného pigmentového proteínu, ktorý dodáva kyslík z krvných kapilár hlboko do svalových vlákien.

Červené vlákna majú veľký počet mitochondrií, v ktorých prebieha oxidačný proces na získanie energie.ST vlákna sú obklopené rozsiahlou sieťou kapilár potrebných na dodávanie veľkého množstva kyslíka krvou.

Pomalé svalové vlákna sú prispôsobené na používanie systému výroby aeróbnej energie: sila ich sťahov je relatívne malá a miera spotreby energie je taká, že im stačí aeróbny metabolizmus. Takéto vlákna sú skvelé pre dlhú a nie intenzívnu prácu (vzdialenosti pri plávaní, svetle a chôdzi, cvičenia s ľahkými váhami miernym tempom, aerobik), pohyby, ktoré si nevyžadujú značné úsilie, udržiavanie držania tela. Červené svalové vlákna sa získavajú pri záťaži do 20-25% maximálnej sily a vyznačujú sa vynikajúcou vytrvalosťou.

Červené vlákna nie sú vhodné na zdvíhanie ťažkých váh, na šprintové vzdialenosti v plávaní, pretože tieto druhy bremien vyžadujú pomerne rýchly príjem a výdaj energie.

Biele svalové vlákna

Biele svalové vlákna- sú to rýchle vlákna väčšieho priemeru v porovnaní s červenými vláknami, ktoré sa používajú hlavne na výrobu energie glykolýzou (anaeróbny systém výroby energie). Ďalšie názvy týchto vlákien sú svalové vlákna s rýchlym zášklbom, vlákna typu 2 a rýchle zášklby.

Rýchle vlákna majú menej myoglobínu, takže pôsobia belšie.

Vlákna bielych svalov sa vyznačujú vysokou aktivitou enzýmu ATPázy, a preto sa ATP rýchlo rozkladá, aby získalo veľké množstvo energie potrebnej na intenzívnu prácu. Pretože vlákna FT majú vysokú mieru energetického výdaja, vyžadujú tiež vysokú mieru regenerácie molekúl ATP, ktorú je možné poskytnúť iba procesom glykolýzy, pretože na rozdiel od procesu oxidácie (výroba aeróbnej energie) sa vyskytuje priamo v sarkoplazma svalových vlákien a nevyžaduje dodávanie kyslíka do mitochondrií a dodávanie energie z nich do myofibríl. Glykolýza vedie k tvorbe rýchlo sa hromadiacej kyseliny mliečnej (laktátu), takže biele vlákna sa rýchlo unavia, čo v konečnom dôsledku zastaví prácu svalu. Pri produkcii aeróbnej energie sa kyselina mliečna v červených vláknach netvorí, takže sú schopné dlhodobo udržiavať mierne napätie.

Biele vlákna majú väčší priemer ako červené, obsahujú tiež oveľa viac myofibríl a glykogénu, ale menej mitochondrií. Biele vlákna tiež obsahujú kreatínfosfát (CP), ktorý je potrebný v počiatočnom štádiu práce s vysokou intenzitou.

Biele vlákna sú najlepšie na rýchle, silné, ale krátkodobé (pretože majú nízku výdrž) úsilie. V porovnaní s pomalými vláknami sa vlákna FT môžu sťahovať dvakrát rýchlejšie a vyvinúť 10 -krát väčšiu pevnosť. Práve biele vlákna umožňujú človeku vyvinúť maximálnu silu a rýchlosť. Práca od 25-30% a viac znamená, že vo svaloch pracujú vlákna FT.

V závislosti od spôsobu získavania energie rýchle zášklby svalových vlákien sú rozdelené do dvoch typov:

1. Rýchle glykolytické vlákna (vlákna FTG)... Tieto vlákna využívajú proces glykolýzy na energiu, t.j. môže využívať výlučne anaeróbny systém výroby energie, ktorý podporuje tvorbu laktátu (kyseliny mliečnej). Preto tieto vlákna nedokážu vyrábať energiu aeróbne pomocou kyslíka. Rýchle glykolytické vlákna majú maximálnu pevnosť a rýchlosť sťahovania. Tieto vlákna zohrávajú kľúčovú úlohu pri hromadnom prírastku v kulturistike a poskytujú plavcom a šprintérom maximálnu rýchlosť.
2. Rýchlo oxidačné glykolytické vlákna (vlákna FTO), inak medziľahlé alebo prechodné rýchle vlákna. Tieto vlákna sú akoby prechodným typom medzi rýchlymi a pomalými svalovými vláknami. Vlákna FTO majú účinný anaeróbny systém výroby energie, ale sú tiež prispôsobené na vykonávanie pomerne intenzívnej aeróbnej práce. To znamená, že môžu vyvinúť značné úsilie a vyvinúť vysokú mieru kontrakcie, pričom ako hlavný zdroj energie použijú glykolýzu, a zároveň pri nízkej intenzite kontrakcie môžu tieto vlákna celkom efektívne využívať oxidáciu. Stredný typ vlákien je zahrnutý v práci pri zaťažení 20-40% maxima, ale keď zaťaženie dosiahne približne 40%, telo už úplne prechádza na vlákna FTG.

Rýchle vlákna sú hlavným prispievateľom k atletickým úspechom v športoch, ktoré vyžadujú výbušnú silu a rozvoj najvyššej rýchlosti v krátkom čase: šprint, šprint, kulturistika a silový trojboj, vzpieranie, box a bojové umenia.

Postupnosť zapínania vlákien rôznych typov

Názov rýchle alebo pomalé vlákno vôbec neznamená, že rýchle pohyby vykonávajú iba biele svalové vlákna a pomalé pohyby iba červené. Ak chcete zahrnúť do práce určitých svalových vlákien, záleží iba na sile, ktorú je potrebné použiť na vykonanie pohybu, a na zrýchlení, ktoré je potrebné telu dodať.

Analyzujme postupnosť začlenenia rôznych typov svalových vlákien do práce na príklade behu. Prvá, pri spustení pohybu, sú do práce vždy zahrnuté pomalé červené vlákna. Ak je potrebné ľahké úsilie, nepresahujúce 25% maxima, napríklad pri behaní, bude práca vykonaná kvôli ich kontrakciám. Táto práca môže trvať dlho, pretože červené vlákna majú veľkú výdrž. Keď sa intenzita záťaže zvýši o 20-25% (napríklad sme sa rozhodli bežať rýchlejšie), budú do práce zahrnuté rýchle oxidačno-glykolytické vlákna (vlákna FTO). Keď sa intenzita záťaže ešte zvýši, začnú sa k práci pripájať rýchle glykolytické vlákna (vlákna FTG). Pri zaťažení viac ako 40% maxima (napríklad počas záverečnej pomlčky) bude práca vykonaná presne vďaka rýchlym vláknam FTG. Biele glykolytické vlákna sú najsilnejšie a najrýchlejšie sa šklbajúce vlákna, ale kvôli nahromadeniu kyseliny mliečnej, ktorá sa objaví počas glykolýzy, rýchlo unaví. Svaly preto nemôžu pracovať dlho v režime vysokej intenzity zaťaženia.

Čo však v prípade, ak plynulo nenaberáme rýchlosť, ale napríklad plávame šprint na 50 metrov alebo dvíhame činku? V tomto prípade je pri prudkých, výbušných pohyboch interval medzi nástupom kontrakcie pomalých a rýchlych svalových vlákien minimálny a je len niekoľko milisekúnd. Ukazuje sa, že oba typy svalových vlákien sa začínajú sťahovať takmer súčasne.

Čo dostaneme: Pri dlhšom cvičení v miernom tempe fungujú hlavne červené vlákna. Vďaka ich aeróbnemu spôsobu získavania energie sa pri dlhšom aeróbnom cvičení (viac ako pol hodiny) spaľujú nielen sacharidy, ale aj tuky. Preto je možné schudnúť na bežeckom páse alebo na vzdialenosť plávania a je ťažké to dosiahnuť pri aktivitách s vysokou intenzitou, napríklad na simulátoroch. Ale pri tréningu zameranom na zvýšenie sily sa svaly na objeme pridávajú výrazne viac ako pri aeróbnom vytrvalostnom tréningu. Je to hlavne kvôli zhrubnutiu rýchlych vlákien (štúdie ukázali, že červené svalové vlákna majú slabú schopnosť hypertrofie.

Pomer pomalých a rýchlych vlákien v tele

Počas výskumu sa zistilo, že pomer pomalých a rýchlych svalových vlákien v tele je daný geneticky... Priemerný človek má približne 40-50% pomalých a 50-60% rýchlych svalových vlákien. Každý človek je však individuálny, a preto vo vašom tele môžu prevládať červené aj biele vlákna.

V rôznych svaloch tela nie je proporcionálny pomer bielych a červených svalových vlákien rovnaký. Faktom je, že rôzne svaly a svalové skupiny vykonávajú v tele rôzne funkcie, takže sa môžu celkom líšiť v zložení svalových vlákien. Napríklad v bicepsoch a tricepsoch asi 70%bielych vlákien, v stehne 50%a v lýtkovom svale iba 16%. Čím je teda dynamickejšia práca zahrnutá do funkčnej úlohy svalu, tým viac rýchlych vlákien bude obsahovať.

Už vieme, že celkový pomer bielych a červených svalových vlákien v tele je geneticky daný. Preto majú rôzni ľudia rôzny potenciál v silových alebo vytrvalostných športoch. S prevahou pomalých svalových vlákien sú oveľa vhodnejšie také športy ako diaľkové plávanie, maratónsky beh, lyžovanie a pod., Teda tie športy, kde sa zapája predovšetkým aeróbny systém tvorby energie. Čím väčší je podiel rýchlych svalových vlákien v tele, tým lepšie výsledky je možné dosiahnuť pri šprintovom plávaní, šprinte, kulturistike, silovom trojboji, vzpieraní, boxe a ďalších športoch, kde má výbušná energia zásadný význam, ktorú môžu poskytnúť iba rýchle svalové vlákna. ... Medzi vynikajúcimi športovcami - šprintérmi vždy prevládajú rýchle svalové vlákna, ktorých počet v svaloch nôh dosahuje 85%. Pre tých, ktorí majú rôzne druhy vlákien približne rovnako, sú stredné vzdialenosti v plávaní a behu perfektné. Všetko vyššie uvedené neznamená, že ak človeku dominujú rýchle vlákna, potom nikdy nebude schopný bežať maratónsku vzdialenosť. Pobeží maratón, ale nikdy sa nestane majstrom v tomto športe. Naopak, kulturistický výkon človeka, ktorý má v tele výrazne viac červených vlákien, bude horší ako priemerného človeka, ktorý má približne rovnaký pomer bielych a červených vlákien.

Môže sa pomerný obsah rýchlych a pomalých vlákien v tele vplyvom cvičenia zmeniť? Údaje tu sú rozporuplné. Niektorí tvrdia, že tento pomer je nemenný a žiadne množstvo tréningu nemôže zmeniť geneticky špecifikovaný podiel. Ďalšie dôkazy naznačujú, že vytrvalým tréningom môžu niektoré vlákna zmeniť svoj typ: napríklad silové cvičenia v kulturistike môžu zvýšiť počet rýchlych svalových buniek a pri aeróbnom tréningu sa zvyšuje obsah pomalých buniek. Tieto zmeny sú však dosť obmedzené a prechod z jedného typu na druhý nepresahuje 10%.

Zhrňme si:

Hodnotiace parametre	Typ svalových vlákien
	FT vlákna (rýchle)		ST vlákna (pomalé)
	FTG vlákna	FTO vlákna
miera kontrakcie
sťahovacia sila	veľmi veľký		bezvýznamný
aeróbna vytrvalosť			veľmi dobre
reaktivita.			pomaly
priemer vlákna
schopnosť hypertrofie	malý	malý
spôsob, ako získať energiu	glykolýza	glykolýza a oxidácia	oxidácia
trvanie práce
	vedľajšia		významný
zásoby fosfátov	významný		vedľajšia
usadeniny glykogénu	významný	stredne-stredný
tukové zásoby	vedľajšia	nevýznamné-stredné	stredne-stredný
kapilárizácia	bezvýznamný	dobré až veľmi dobré	veľmi dobre
vykonávané funkcie	anaeróbna práca: záťaže v submaximálnej zóne, prejav maximálnej a rýchlostnej sily	dlhodobé anaeróbne cvičenie strednej intenzity, skôr intenzívne aeróbne cvičenie	aeróbna práca, vytrvalosť a silová vytrvalosť, statická práca na podpore a držaní

Svaly sú jednou z hlavných zložiek tela. Ich základom je tkanivo, ktorého vlákna sa vplyvom nervových impulzov sťahujú, čo umožňuje telu pohyb a pobyt v prostredí.

Svaly sa nachádzajú v každej časti nášho tela. A aj keď o ich existencii nevieme, stále existujú. Stačí napríklad ísť prvýkrát do posilňovne alebo cvičiť aerobik - na druhý deň vás začnú bolieť aj tie svaly, o ktorých ste nikdy nevedeli, že existujú.

Nie sú zodpovedné iba za pohyb. V pokoji svaly tiež vyžadujú energiu, aby sa udržali v dobrej kondícii. Je to nevyhnutné, aby určitý človek mohol v každom okamihu reagovať na nervový impulz vhodným pohybom a nestrácal čas prípravou.

Aby sme pochopili, ako sú svaly usporiadané, navrhujeme pripomenúť si základy, zopakovať klasifikáciu a pozrieť sa do bunkového systému. Dozvedáme sa tiež o chorobách, ktoré môžu narušiť ich prácu, a o posilnení kostrových svalov.

Všeobecné pojmy

Podľa ich naplnenia a prebiehajúcich reakcií sa svalové vlákna delia na:

• krížovo pruhované;
• hladká.

Kostrové svaly sú predĺžené tubulárne štruktúry, ktorých počet jadier v jednej bunke môže dosiahnuť niekoľko stoviek. Pozostávajú zo svalového tkaniva, ktoré je prichytené k rôznym častiam kostry. Kontrakcie priečne pruhovaných svalov uľahčujú pohyb človeka.

Odrody foriem

Ako sa líšia svaly? Fotografie uvedené v našom článku nám to pomôžu zistiť.

Kostrové svaly sú jednou z hlavných zložiek muskuloskeletálneho systému. Umožňujú vám pohybovať sa a udržiavať rovnováhu a tiež sa zúčastňujú procesu dýchania, formovania hlasu a ďalších funkcií.

V ľudskom tele je viac ako 600 svalov. V percentách je ich celková hmotnosť 40% z celkovej telesnej hmotnosti. Svaly sú klasifikované podľa tvaru a štruktúry:

• hustý fusiform;
• tenké lamelárne.

Klasifikácia uľahčuje učenie

Rozdelenie kostrových svalov do skupín sa vykonáva v závislosti od ich umiestnenia a ich významu v činnosti rôznych orgánov tela. Hlavné skupiny:

Svaly hlavy a krku:

• mimické - používajú sa pri usmievaní, komunikácii a vytváraní rôznych grimas, pričom zaisťujú pohyb jednotlivých častí tváre;
• žuvanie - prispieva k zmene polohy maxilofaciálnej oblasti;
• dobrovoľné svaly vnútorných orgánov hlavy (mäkké podnebie, jazyk, oči, stredné ucho).

Skupiny kostrových svalov krčnej chrbtice:

• povrchné - podporujú naklonenie a rotačné pohyby hlavy;
• stredný - vytvorte dolnú stenu ústnej dutiny a prispievajte k pohybu čeľuste a hrtanovej chrupavky smerom dole;
• hlboké vykonávajú náklony a otáčky hlavy, vytvárajú zdvih prvého a druhého rebra.

Svaly, ktorých fotografiu tu vidíte, sú zodpovedné za kmeň a sú rozdelené do svalových zväzkov nasledujúcich sekcií:

• hrudník - aktivuje hornú časť trupu a paží a tiež pomáha meniť polohu rebier počas dýchania;
• časť brucha - dáva pohyb krvi žilami, mení polohu hrudníka počas dýchania, ovplyvňuje fungovanie črevného traktu, podporuje flexiu kmeňa;
• chrbtová - vytvára motorický systém horných končatín.

Svaly končatín:

• horná časť - pozostáva zo svalových tkanív ramenného pletenca a voľnej hornej končatiny, pomáha pohybovať rukou v kapsule ramenného kĺbu a vytvára pohyby zápästia a prstov;
• nižšie - hrajú hlavnú úlohu pri pohybe osoby v priestore, sú rozdelené na svaly panvového pletenca a voľnú časť.

Štruktúra kostrového svalstva

Vo svojej štruktúre má obrovské množstvo podlhovastého tvaru s priemerom 10 až 100 mikrónov, ich dĺžka sa pohybuje od 1 do 12 cm Vlákna (mikrofibrily) sú tenké - aktínové a hrubé - myozínové.

Prvé pozostávajú z proteínu s fibrilárnou štruktúrou. Hovorí sa tomu aktin. Hrubé vlákna sú zložené z rôznych typov myozínu. Líšia sa v čase, ktorý je potrebný na rozklad molekuly ATP, čo vedie k rôznej rýchlosti kontrakcie.

Myozín v bunkách hladkého svalstva je rozptýlený, aj keď existuje veľké množstvo bielkovín, ktoré sú zase významné pri predĺženej tonickej kontrakcii.

Štruktúra kostrového svalu je podobná lanu alebo spletenému drôtu tkanému z vlákien. Nad ním je obklopený tenkým plášťom spojivového tkaniva nazývaným epimisium. Tenšie vetvy spojivového tkaniva, vytvárajúce septy, siahajú od jeho vnútorného povrchu hlboko do svalu. Do nich sú „zabalené“ oddelené zväzky svalového tkaniva, ktoré v každom obsahujú až 100 fibríl. Užšie konáre z nich siahajú ešte hlbšie.

Obehový a nervový systém preniká všetkými vrstvami do kostrových svalov. Arteriálna žila prebieha pozdĺž perimisia - to je spojivové tkanivo, ktoré pokrýva zväzky svalových vlákien. Arteriálne a venózne kapiláry sú umiestnené vedľa seba.

Proces vývoja

Z mezodermu sa vyvíja kostrový sval. Zo strany nervovej drážky sa tvoria somity. Po určitom čase sa v nich uvoľnia myotómy. Ich bunky, ktoré majú tvar vretena, sa vyvíjajú na myoblasty, ktoré sa delia. Niektoré z nich postupujú, zatiaľ čo iné zostávajú nezmenené a tvoria myosatellitocyty.

Nepatrná časť myoblastov v dôsledku kontaktu pólov vytvára vzájomný kontakt, potom sa v kontaktnej zóne rozpadnú plazmalémy. Vďaka fúzii buniek vznikajú symplasty. Migrujú k nim nediferencované mladé svalové bunky, ktoré sú v rovnakom prostredí s myosimplastom bazálnej membrány.

Funkcia kostrového svalstva

Toto svalstvo je základom pohybového aparátu. Ak je silný, telo sa ľahšie udržiava v požadovanej polohe a minimalizuje sa pravdepodobnosť hrbenia alebo skoliózy. Každý vie o výhodách športovania, zvážme teda, akú úlohu v tom zohrávajú svaly.

Kontraktilné tkanivo kostrových svalov v ľudskom tele plní mnoho rôznych funkcií, ktoré sú nevyhnutné pre správne umiestnenie tela a jeho interakciu oddelené časti spolu.

Svaly vykonávajú nasledujúce funkcie:

• vytvoriť mobilitu tela;
• chrániť tepelnú energiu vytvorenú vo vnútri tela;
• podporovať pohyb a vertikálne zadržiavanie v priestore;
• pomôcť znížiť dýchacie cesty a pomôcť s prehĺtaním;
• formujte výrazy tváre;
• prispieť k výrobe tepla.

Nepretržitá podpora

Keď je svalové tkanivo v pokoji, vždy je v ňom mierne napätie, nazývané svalový tonus. Vzniká v dôsledku malých impulzných frekvencií, ktoré vstupujú do svalov z miechy. Ich pôsobenie je určené signálmi, ktoré prenikajú z hlavy do miechových motorických neurónov. Svalový tonus tiež závisí od ich celkového stavu:

• strečing;
• úroveň plnenia svalových prípadov;
• obohatenie krvi;
• všeobecná rovnováha vody a soli.

Osoba má schopnosť regulovať úroveň svalového zaťaženia. V dôsledku dlhotrvajúceho fyzického cvičenia alebo silného emočného a nervového preťaženia sa svalový tonus nedobrovoľne zvyšuje.

Kontrakcie kostrových svalov a ich odrody

Táto funkcia je základná. Ale aj ona, so zjavnou jednoduchosťou, môže byť rozdelená do niekoľkých typov.

Typy kontraktilných svalov:

• izotonický - schopnosť svalového tkaniva skrátiť sa bez zmien svalových vlákien;
• izometrické - počas reakcie sa vlákno zmršťuje, ale jeho dĺžka zostáva rovnaká;
• auxotonický - proces sťahovania svalového tkaniva, kde dĺžka a napätie svalov podliehajú zmenám.

Pozrime sa na tento proces podrobnejšie.

Najprv mozog vyšle impulz systémom neurónov, ktorý sa dostane k motoneurónu susediacemu so svalovým zväzkom. Ďalej sa eferentný neurón inervuje zo synoptického vezikuly a uvoľní sa neurotransmiter. Viaže sa na receptory na sarkolemme svalového vlákna a otvára sodíkový kanál, čo vedie k depolarizácii membrány, ktorá v dostatočnom množstve stimuluje produkciu iónov vápnika. Potom sa spojí s troponínom a stimuluje jeho kontrakciu. To zase sťahuje tropomeazín, čo umožňuje aktínu viazať sa na myozín.

Ďalej sa začína proces kĺzania aktínového vlákna vzhľadom na myozínové vlákno, v dôsledku čoho sa kostrové svaly sťahujú. Schematická ilustrácia pomôže porozumieť procesu kompresie zväzkov priečne pruhovaných svalov.

Ako funguje kostrový sval

Interakcia veľkého počtu svalových zväzkov prispieva k rôznym pohybom trupu.

Prácu kostrového svalstva je možné vykonať nasledujúcimi spôsobmi:

• synergické svaly pracujú v jednom smere;
• antagonistické svaly uľahčujú vykonávanie opačných pohybov na precvičenie napätia.

Antagonistické pôsobenie svalov je jedným z hlavných faktorov činnosti pohybového aparátu. Keď sa vykonáva akcia, do práce sú zahrnuté nielen svalové vlákna, ktoré ju vykonávajú, ale aj ich antagonisti. Podporujú odpor a dodávajú pohybu konkrétnosť a milosť.

Pruhovaný kostrový sval, keď je vystavený kĺbu, vykonáva komplexnú prácu. Jeho charakter je určený umiestnením osi kĺbu a relatívnou polohou svalu.

Niektoré funkcie kostrového svalstva sú zle pochopené a často sa o nich nehovorí. Niektoré zväzky napríklad pôsobia ako páky pre kostrové kosti.

Svalová práca na bunkovej úrovni

Činnosť kostrových svalov vykonávajú dva proteíny: aktín a myozín. Tieto komponenty majú schopnosť vzájomného pohybu.

Na implementáciu účinnosti svalového tkaniva je potrebná spotreba energie obsiahnutej v chemických väzbách organických zlúčenín. K rozpadu a oxidácii takýchto látok dochádza vo svaloch. Vždy je tu prítomný vzduch a uvoľňuje sa energia, 33% z toho sa vynakladá na výkon svalového tkaniva a 67% sa prenáša do iných tkanív a vynakladá sa na udržanie konštantnej telesnej teploty.

Choroby svalovej hmoty kostry

Vo väčšine prípadov sú odchýlky od normy vo fungovaní svalov dôsledkom patologického stavu zodpovedných častí nervového systému.

Najbežnejšie abnormality kostrových svalov sú:

• Svalové kŕče - narušenie rovnováhy elektrolytov v extracelulárnej tekutine obklopujúcej svalové a nervové vlákna, ako aj zmeny osmotického tlaku v ňom, najmä jeho zvýšenie.
• Hypocalcemic tetany - nedobrovoľné tetanické kontrakcie kostrových svalov, pozorované, keď extracelulárna koncentrácia Ca2 + klesne na asi 40% normálnej hladiny.
• charakterizovaná progresívnou degeneráciou vlákien kostrového svalstva a myokardu, ako aj svalovým postihnutím, ktoré môže viesť k smrti v dôsledku respiračného alebo srdcového zlyhania.
• Myasthenia gravis je chronické autoimunitné ochorenie, pri ktorom sa v tele tvoria protilátky proti nikotínovému ACh receptoru.

Relaxácia a regenerácia kostrového svalstva

Zdravá strava, životný štýl a pravidelné cvičenie vám môžu pomôcť dosiahnuť zdravé a krásne kostrové svalstvo. Nemusíte cvičiť a budovať svaly. Dosť pravidelných kardio tréningov a jogy.

Nezabudnite na povinnú recepciu nevyhnutné vitamíny a minerálov, ako aj pravidelné návštevy sáun a kúpeľov s metlami, ktoré obohacujú svalové tkanivo a cievy kyslíkom.

Systematické relaxačné masáže zvýšia pružnosť a reprodukciu svalových zväzkov. Návšteva kryosauny má tiež pozitívny vplyv na stavbu a fungovanie kostrových svalov.

Svaly človeka v pomere k jeho celkovej hmotnosti predstavujú približne 40%. Ich hlavnou funkciou v tele je poskytovať pohyb prostredníctvom schopnosti sťahovať sa a relaxovať. Štruktúra svalov (8. ročník) sa prvýkrát začína študovať v škole. Tam sú znalosti podávané na všeobecnej úrovni, bez veľkého prehlbovania. Tento článok bude zaujímavý pre tých, ktorí chcú trochu prekročiť tento rámec.

Štruktúra svalov: všeobecné informácie

Svalové tkanivo je skupina priečne pruhovaných, hladkých a srdcových odrôd. Líši sa v pôvode a štruktúre a kombinujú sa podľa vykonávanej funkcie, tj. Schopnosti sťahovať sa a predlžovať. Okrem uvedených odrôd, ktoré sú tvorené z mezenchýmu (mezodermu), v Ľudské telo existuje aj svalové tkanivo ektodermálneho pôvodu. Sú to myocyty očnej dúhovky.

Štrukturálna, všeobecná štruktúra svalov je nasledovná: pozostávajú z aktívnej časti nazývanej brucho a konce šliach (šľachy). Posledne menované sú vytvorené z hustého spojivového tkaniva a vykonávajú funkciu pripojenia. Vyznačujú sa charakteristickou belavou žltou farbou a leskom. Okrem toho majú značnú silu. Svaly sa zvyčajne svojimi šľachami pripájajú k článkom kostry, ktorých spojenie je mobilné. Niektoré sa však môžu prichytiť na fascii, na rôznych orgánoch (očná guľa, hrtanová chrupavka a podobne), na koži (na tvári). Krvné zásobenie svalov sa líši a závisí od stresu, ktorý prežívajú.

Regulácia svalovej práce

Kontrolu nad ich prácou vykonáva, podobne ako nad inými orgánmi, nervový systém. Jeho vlákna vo svaloch končia v receptoroch alebo efektoroch. Prvé sú tiež umiestnené v šľachách, majú formu koncových vetiev senzorického nervu alebo neuromuskulárneho vretena, ktoré majú zložitú štruktúru. Reagujú na stupeň stiahnutia a natiahnutia, v dôsledku čoho má človek určitý pocit, ktorý najmä pomáha určiť polohu tela v priestore. Efektorové nervové zakončenia (nazývané tiež motorické plaky) patria k motorickému nervu.

Štruktúra svalov je tiež charakterizovaná prítomnosťou zakončení vlákien sympatického nervového systému (autonómnych).

Štruktúra priečne pruhovaného svalového tkaniva

Často sa nazýva kostrový alebo pruhovaný. Štruktúra kostrového svalstva je pomerne zložitá. Je tvorený vláknami valcovitého tvaru s dĺžkou 1 mm až 4 cm alebo viac a hrúbkou 0,1 mm. Každý z nich je navyše špeciálnym komplexom pozostávajúcim z myosatellitocytov a myosimplastov pokrytých plazmatickou membránou nazývanou sarkolemma. Vonku k nej prilieha bazálna membrána (platnička), vytvorená z najjemnejších kolagénových a retikulárnych vlákien. Myosimplast pozostáva z veľkého počtu elipsoidných jadier, myofibríl a cytoplazmy.

Štruktúra tohto typu svalu je charakterizovaná dobre vyvinutou sarkotubulárnou sieťou tvorenou dvoma zložkami: tubuly EPS a T-tubuly. Posledne menované hrajú dôležitú úlohu pri urýchľovaní vedenia akčného potenciálu k mikrofibrilom. Myosatellitocyty sa nachádzajú priamo nad sarkolemou. Bunky majú sploštený tvar a veľké jadro bohaté na chromatín, ako aj centrozóm a malý počet organel; myofibrily chýbajú.

Sarkoplazma kostrového svalstva je bohatá na špeciálny proteín - myoglobín, ktorý má podobne ako hemoglobín schopnosť viazať sa na kyslík. V závislosti od obsahu, prítomnosti / neprítomnosti myofibríl a hrúbky vlákien sa rozlišujú dva typy priečne pruhovaných svalov. Špecifická štruktúra kostry, svalov - to všetko sú prvky prispôsobenia sa človeka vzpriamenému držaniu tela, ich hlavnými funkciami sú podpora a pohyb.

Červené svalové vlákna

Majú tmavú farbu, sú bohaté na myoglobín, sarkoplazmu a mitochondrie. Obsahujú však málo myofibríl. Tieto vlákna sa sťahujú pomerne pomaly a môžu v tomto stave zostať dlhý čas (inými slovami v pracovnom stave). Štruktúra kostrového svalu a funkcie, ktoré vykonáva, by sa mali považovať za časti jedného celku, ktoré sa navzájom podmieňujú.

Biele svalové vlákna

Majú svetlú farbu, obsahujú oveľa menej sarkoplazmy, mitochondrií a myoglobínu, ale vyznačujú sa vysokým obsahom myofibríl. To vedie k tomu, že sa sťahujú oveľa intenzívnejšie ako červené, ale tiež sa rýchlo „unavia“.

Štruktúra ľudských svalov je odlišná v tom, že telo má oba typy. Takáto kombinácia vlákien určuje rýchlosť svalovej reakcie (kontrakcie) a ich dlhodobý výkon.

Tkanivo hladkého svalstva (nie je vymedzené): štruktúra

Je postavená z myocytov vykĺbených v stenách lymfatických a cievnych ciev a tvoriacich vo vnútorných dutých orgánoch kontraktilný aparát. Ide o predĺžené fusiformné bunky bez priečneho pruhovania. Ich usporiadanie je skupinové. Každý myocyt je obklopený bazálnou membránou, kolagénom a retikulárnymi vláknami, medzi ktorými sú elastické. Bunky navzájom spájajú početné nexusy. Zvláštnosťou štruktúry svalov tejto skupiny je, že jedno nervové vlákno (napríklad zvierač zrenice) je vhodné pre každý myocyt obklopený spojivovým tkanivom a impulz sa prenáša z jednej bunky do druhej pomocou nexusy. Jeho rýchlosť je 8-10 cm / s.

V hladkých myocytoch je rýchlosť kontrakcie oveľa pomalšia ako v myocytoch priečne pruhovaného svalového tkaniva. Energia sa však míňa aj striedmo. Táto štruktúra im umožňuje robiť dlhodobé kontrakcie tonickej povahy (napríklad zvierače krvných ciev, duté, rúrkové orgány) a skôr pomalé pohyby, ktoré sú často rytmické.

Tkanivo srdcového svalu: vlastnosti

Podľa klasifikácie patrí medzi priečne pruhované, ale štruktúra a funkcie svalov srdca sa výrazne líšia od kostrových. Tkanivo srdcového svalu je tvorené kardiomyocytmi, ktoré vzájomným prepojením vytvárajú komplexy. Kontrakcia srdcového svalu nie je pod kontrolou ľudského vedomia. Kardiomyocyty sú bunky nepravidelného valcovitého tvaru s 1 až 2 jadrami, veľkým počtom veľkých mitochondrií. Sú navzájom prepojené vkladacími kotúčmi. Ide o špeciálnu zónu, ktorá zahŕňa cytolému, oblasti pripojenia myofibríl k nej, desmos, nexy (prostredníctvom ktorých dochádza k prenosu nervového vzrušenia a výmene iónov medzi bunkami).

Klasifikácia svalov podľa tvaru a veľkosti

1. Dlhé a krátke. Prvé sa nachádzajú tam, kde je pri pohybe najväčší výkyv. Napríklad horné a dolné končatiny. A najmä krátke svaly sú umiestnené medzi jednotlivými stavcami.

2. Široké svaly (na fotografii - žalúdok). Nachádzajú sa predovšetkým na tele, v dutinách tela. Napríklad povrchové svaly chrbta, hrudníka, brucha. Pri viacvrstvovom usporiadaní majú ich vlákna tendenciu ísť rôznymi smermi. Preto poskytujú nielen širokú škálu pohybov, ale tiež posilňujú steny telových dutín. V širokých svaloch sú šľachy ploché a zaberajú veľký povrch, nazývajú sa vyvrtnutia alebo aponeurózy.

3. Kruhové svaly. Nachádzajú sa okolo otvorov tela a zužujú ich kontrakciami, v dôsledku čoho sa im hovorí „zvierače“. Napríklad kruhový sval úst.

Komplexné svaly: štrukturálne vlastnosti

Ich názvy zodpovedajú ich štruktúre: dvoj-, troj- (na obrázku) a štvorhlavé. Štruktúra svalov tohto typu sa líši v tom, že ich začiatok nie je jednoduchý, ale je rozdelený na 2, 3 alebo 4 časti (hlavy). Vychádzajúc z rôznych bodov kosti, potom sa pohybujú a spájajú do spoločného brucha. Môže byť tiež delená priečnou šľachou. Tento sval sa nazýva digastrický. Smer vlákien môže byť rovnobežný s osou alebo môže byť s ňou v ostrom uhle. V prvom prípade, najbežnejšom, je sval pri kontrakcii skrátený pomerne silno, čím poskytuje veľký rozsah pohybu. A v druhom - vlákna sú krátke, umiestnené šikmo, ale je ich oveľa viac. Preto sa sval pri kontrakcii mierne skráti. Jeho hlavnou výhodou je, že súčasne rozvíja veľkú silu. Ak vlákna prichádzajú do šľachy iba z jednej strany, sval sa nazýva jednopeňatý, ak z dvoch-dvojpencový.

Asistenti svalov

Štruktúra ľudských svalov je jedinečná a má svoje vlastné charakteristiky. Napríklad pod vplyvom ich práce sa z okolitého spojivového tkaniva vytvoria pomocné zariadenia. Sú štyria.

1. Fascia, ktorá nie je nič iné ako škrupina hustého, vláknitého vláknitého tkaniva (spojivového). Pokrývajú jednotlivé svaly a celé skupiny, ako aj niektoré ďalšie orgány. Napríklad obličky, neurovaskulárne zväzky atď. Ovplyvňujú smer ťahu počas kontrakcie a zabraňujú posunu svalov do strán. Hustota a sila fascie závisí od ich umiestnenia (líšia sa v rôznych častiach tela).

2. Synovial tašky (na obrázku). Mnohí si možno odvtedy pamätajú na svoju úlohu a štruktúru školské hodiny(Biológia, ročník 8: „Štruktúra svalov“). Sú to druh vakov, ktorých steny sú tvorené spojivovým tkanivom a sú dosť tenké. Vnútro je naplnené tekutinou, ako je synovia. Spravidla sa vytvárajú tam, kde sa šľachy navzájom dotýkajú alebo dochádza k veľkému treniu o kosť počas sťahovania svalov, ako aj v miestach trenia pokožky o ňu (napríklad lakte). Vďaka synoviálnej tekutine je kĺzanie zlepšené a jednoduchšie. Vyvíjajú sa hlavne po narodení a v priebehu rokov dutina rastie.

3. Synoviálne puzdrá. Ich vývoj nastáva vo vnútri osteofibróznych alebo vláknitých kanálikov, ktoré v miestach kĺzania po kosti obklopujú šľachy dlhých svalov. V štruktúre synoviálneho plášťa sa rozlišujú dva okvetné lístky: vnútorný, pokrývajúci šľachu zo všetkých strán, a vonkajší, lemujúci steny vláknitého kanála. Zabraňujú treniu šliach o kosť.

4. Sesamoidné kosti. Obvykle osifikujú vnútri väzov alebo šliach a posilňujú ich. Svalom to uľahčuje prácu, pretože zvyšuje silu ramena.