Физиология мышц. Лекция 3

1. Физиология мышц

Лекция № 3
Физиология
мышц

2. Активное движение

Одно из характерных свойств всех живых
систем начиная от простейших и заканчивая
самыми
сложно
организованными
организмами

3. Биологическое движение

Сокращение различных мышц
Движение листьев
Биение ресничек
Движение жгутиков
Деление клеток
Движение протоплазмы

4. Формы движения

• Амебоидное
• Мерцательное
• Мышечное
(для тел большой массы)

5.

Все разнообразные формы проявления
двигательной активности имеют общую
черту – превращение химической энергии в
механическую.

6. Мышечное движение наиболее эффективный способ перемещения

•10,2 метра в
секунду
•километры
•0,2 миллиметра в
секунду
•сантиметры

7.

• Мышечными называют все типы клеток,
функция которых состоит в сокращении.

8.

У млекопитающих имеются три главных типа
клеток, специально приспособленных для
сокращения:
• волокна скелетных мышц
• клетки сердечной мышцы
• гладкомышечные клетки.

9.

Мышечная ткань
гладкая
входят в состав стенок кишечника,
кровеносных сосудов, дыхательных
путей, выделительных и половых
органов.
Одноядерные
веретенообразные клетки
поперечно-полосатая
скелетная
скелетная мускулатура, язык,
мышцы глотки, гортани,
пищевода, диафрагмы.
Многоядерные мышечные
волокна и имеют поперечную
исчерченность
сердечная
МИОКАРД СЕРДЦА
Волокна соединяются
друг с другом

10. Отличительные особенности мышц

СКЕЛЕТНАЯ
ГЛАДКАЯ
СЕРДЕЧНАЯ
СТРУКТУРНАЯ ЕДИНИЦА
ЛОКАЛИЗАЦИЯ
РЕГУЛЯЦИЯ
ПРОИСХОЖДЕНИЕ
Из миотомов
Мезенхима – м стенки внут
органов, сосудов
Нейральное -мышцы —
радужки - суживающую и
расширяющую зрачок
эпидермального
происхождения миоэпителиальные клетки,
имеющиеся в ряде желёз
РЕГЕНЕРАЦИЯ
Физиологическая регенерация
проявляется в форме гипертрофии
мышечных волокон, что выражается в
увеличении их толщины и даже
длины увеличение числа ядер в
мышечных волокнах в условиях
гипертрофии достигается за счет
деления клеток миосателлитов (под
сарколеммой) и последующего
вхождения в миосимпласт дочерних
клеток
Физиологическая
Гипертрофия клеток
(матка при
беременности),
Трансформация
клеток
соединительной
ткани в гладкие
миоциты
Репаративная
регенерация:
митоз
(рубец+гипертрофия)
ФУНКЦИИ
Висцеральный листок
спланхнотомов - миокардиальная
пластинка
после экспериментального инфаркта
миокарда левого желудочка сердца в
клеточный цикл возвращается 60-70%
предсердных кардиомиоцитов, возрастает
число полиплоидных клеток, но это не
компенсирует повреждение миокарда. но
уровень пролиферации клеток
соединительной ткани в области
повреждения оказывается в 20-40 раз выше.

11.

12. Классификации мышц

Гистологическая
АНАТОМИЧЕСКАЯ
СКЕЛЕТНЫЕ
Функциональная
произвольные
Поперечнополосатые
СЕРДЕЧНАЯ
непроизвольные
Гладкие
ВИСЦЕРАЛЬНЫЕ

13. ФУНКЦИИ МЫШЦ

ПОПЕРЕЧНОПОЛОСАТЫЕ
ГЛАДКИЕ
Поддержание давления
в полых органов
Регуляция давления в
кровеносных сосудах
Опорожнение полых
органов
Двигательная
Обеспечение
дыхания
Мимическая
Рецепторная
терморегуляторная
СЕРДЕЧНАЯ
Насосная
обеспечение крови по
сосудам

14. Физиологические свойства мышц

ПОПЕРЕЧНОПОЛОСАТЫЕ
ГЛАДКИЕ
Те же что и скелетные+
Нестабильный МП,
поддерживающий в
состоянии постоянного
тонуса
Самопроизвольная
автоматическая активность
сокращение в ответ на
растяжение
Высокая чувствительность к
хим веществам
Возбудимость (ниже
чем в нервном волокне)
Низкая проводимость
(10-13 м/с)
Лабильность
Сократимость:
изотоническоеизменение длины,
тонус не меняется
Изометрическоеизменяется тонус без
изменения длины
Эластичность
(способность развивать
напряжение при
растягивании
СЕРДЕЧНАЯ
Автоматия
Атипические мышечные
волокна в сердечной
мышце

15. Скелетная мышца

16. Благодаря работе скелетных мышц происходит:

• Передвижение организма в пространстве
(локомоция)
• Перемещение частей тела друг
относительно друга
• Поддержание позы
• Выработка тепла, поддержание постоянной
температуры тела

17. Уровни структурной организации скелетных мышц

Мышца
х1
Пучок мышечных
волокон
х5
Мышечное волокно
Х 500
Миофибрилла
Х 10000
Саркомер
Х 50000
Миофиламенты
Х 1000000

18.

миофибрилла
саркомер
Z - линия
Z - линия
Тонкие нити
М - линия
Титиновые нити
Толстые нити

19.

20.

21.

22.

23.

24.

25. Миозиновые нити (толстые нити)

Каждая миозиновая нить состоит из
300–400 молекул миозина.

26. Строение молекулы миозина

Миозин — гексaмер (две тяжёлые и четыре лёгкие цепи).
Области присоединяющиеся к
актиновой нити.
Области присоединения АТФ.
Тяжёлые цепи — две
спирально закрученные
полипептидные нити,
несущие на своих концах
глобулярные головки.
В области головок с
тяжёлыми цепями
ассоциированы лёгкие
цепи.

27.

28.

шарнирные участки
субфрагмент S2
субфрагмент S1
ЛЁГКИЙ МЕРОМИОЗИН
ТЯЖЕЛЫЙ МЕРОМИОЗИН

29.

30.

31.

32.

33.

34.

35. Строение актиновых нитей

тропомиозин
тропонин
G – актин мономер
Комплекс регуляторных белков
F – актин полимер
Функциональная актиновая нить

36.

тропонин
тропомиозин
G - актин

37.

38.

39.

40. НЕРВНО-МЫШЕЧНЫЙ СИНАПС

41.

42. Последовательность процессов при мышечном сокрашении

Деполяризация постсинаптической мембраны и генерация ПД.
Распространение ПД по плазмолемме МВ .
Передача сигнала в триадах на саркоплазматический ретикулум.
Выброс Ca2+ из саркоплазматического ретикулума.
Связывание Ca2+ тропонином С тонких нитей.
Взаимодействие тонких и толстых нитей (формирование мостиков), появление
тянущего усилия и скольжение нитей относительно друг друга.
Цикл взаимодействия нитей.
Укорочение саркомеров и сокращение МВ.
Расслабление.

43. Теория «скользящих нитей»

• Мышца сокращается благодаря укорочению
множества последовательно соединенных
саркомеров в миофибрилле
• Во время сокращения сами актиновые и
миозиновые нити не укорачиваются
• Актиновые нити скользят вдоль миозиновых к
центру саркомера, за счет «гребных» движений
головок миозина
• Головки периодически прикрепляются к
актиновым нитям, образуя т.н. «мостики»

44.

1
2
Т-трубочка
ПД
ПД
саркоплазматический ретикулюм
ПД
3
2+
Са2+
2+
Са2+
рецепторы
дигидропиридина
Рецепторы рианодина
Потенциалозависимый
кальциевый канал
АТФ
4
АДФ
2+
Са2+
Концентрация кальция в цитоплазме

45.

тропомиозин
з ин
мио
Область
связывания
миозина
Область
связывания
актина
Са 2+< 10-9 M
тропонин
Са 2+ не связан с
тропонином.
G - актин
G - актин
Взаимодействие
актина с миозином
заблокировано.
миози
н
2+
Са
Са2+
Са 2+< 10-5 M
Са 2+ связан с
тропонином.
з ин
о
и
м
5
G - актин
Взаимодействие
актина с миозином
разблокировано.
G - актин
миози
н
6
2+
Са
Са2+

46. Модель мостика Хаксли-Симмонса

1
2
3
4
1
2
3
4

47. Цикл взаимодействия нитей

48.

А
А
Д
Д
Ф
Ф
Р

49.

1
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
А
А
Д
Д
Ф
Ф
Р

50.

1
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
А
А
Д
Д
Ф
Ф
Р
А
А
Д
Д
Ф
Ф
Р

51.

2
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
А
А
Д
Д
Ф
Ф
Р

52.

3
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
А
А
Д
Д
Ф
Ф
2+
Са
Са2+

53.

4
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
А
А
Д
Д
Ф
Ф
АТФ
АТФ

54.

5
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
АТФ
АТФ
АТФ
АТФ
АТФ
АТФ

55.

6
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
А
А
Д
АТФ
Д
АТФ
Ф
Ф
Р

56.

1
7
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
2+
Са
Са2+
А
А
Д
Д
Ф
Ф
Р
А
А
Д
Д
Ф
Ф
Р

57. Цикл взаимодействия нитей

58.

59. Укорочение саркомеров и сокращение МВ.

60. Одиночное и тетаническое сокращение скелетной мышцы

61. Опыты с тетаническим сокращением

62.

63. Запись сокращения мышцы – миограмма, кимограф

64.

65.

66.

Общее
напряжени
е
5
сил
а
4
3
2
1
0
0
длина
время
7
8
длина
9
пассивное
ативное
9
8
7
ативное
6
0
1
2
3
время
4
5
пассивное
Общее
напряжени
е

67.

68.

69.

70. Иннервация мышц

71. Двигательные единицы

72.

73. Классификация двигательных единиц

• Фазные (фазовые)
1. Быстрые («белые») –
одиночная иннервация,
генерируют быстро
распространяющийся ПД,
длительность сокращения
10-30 мс
2. Медленные («красные») –
одиночная иннервация,
скорость проведения ПД
ниже. Длительность
сокращения 100 мс и более.
Малоутомляемы
• Тонические – у
земноводных, рептилий.
Множественная
иннервация, ПД не
генерируется,
возбуждение в виде ЛО

74. Энергетическое обеспечение работы скелетных мышц

75. Режимы мышечных сокращений

• Изотоническое – мышца при этом
укорачивается, т.к. закреплен только один
конец мышцы. Напряжение остается
постоянным. Основа динамической работы
• Изометрическое – оба конца мышцы
закреплены, длина мышечных волокон
постоянна, напряжение нарастает. Основа
статической работы

76. В целостном организме различают режимы:

• Изометрическое
• Концентрическое – с укорочением мышцы
• Эксцентрическое – с удлинением мышцы
(работа по опусканию груза)

77.

78.

79.

80.

81.

82.

83.

84.

85.

86.

87. Различные виды мышечной ткани

88.

А – мультиунитарная гладкая мышца
Б- висцеральная гладкая мышца
1 – вегетативное нервное волокно; 2 – гладкомышечная клетка; 3 –
варикозы; 4 – плотные контакты (нексусы)

89. Особенности сокращения гладкомышечных клеток

Сокращение гладкомышечной клетки
Последовательность событий при
сокращении гладкой и скелетной мышцы

90. Свойства гладких мышц

Функциональный синцитий
Пластичность (тонус)
Автоматия
Электрическая активность
Длительный латентный период
Продолжительное сокращение
Экономичность работы, низкая утомляемость
Зависимость от физиологически активных
веществ

91. Свойства гладких мышц

Функциональный синцитий
Пластичность (тонус)
Автоматия
Электрическая активность
Длительный латентный период
Продолжительное сокращение
Экономичность работы, низкая утомляемость
Зависимость от физиологически активных
веществ