Лекция 3. Мышечный аппарат

1. О какой структуре идет речь в инженерном отчете? Ответ написать в чат в течение 1,5 минут.

*
Ответ написать в чат
в течение 1,5 минут

2. Инженерный отчет (О какой структуре идет речь?.

Инженерный отчет
О какой структуре идет речь?

3.

Экономичность мышечной работы
Согласно закону сохранения энергии, для того чтобы выполнить
любую работу, необходимо затратить пропорциональное количество
энергии.
При этом затраты энергии всегда значительно больше, чем объем
выполненной работы. Отношение выполненной работы к
затраченной энергии называется коэффициентом полезного
действия (КПД) и выражается в процентах.
Коэффициент полезного действия (КПД) характеризует
экономичность мышечной работы и очень существенно варьирует в
зависимости от вида и условий деятельности. Для сравнения приведены
КПД некоторых технических устройств, созданных человеком за
последние 200 лет. Следует иметь ввиду, что КПД системы есть
произведение частных КПД всех элементов системы.
КПД организма при мышечной работе представляет собой
произведение следующих частных КПД:
1) КПД мышечного сокращения
— 80%;
2) КПД ресинтеза макроэргов
— 90%;
3) КПД транспортных систем организма
— 60%;
4) КПД биомеханических структур организма
— 80%.

4.

КПД различных движителей и скелетных мышц человека в разных условиях
деятельности
Вид деятельности (рол работы), техническое
КПД,
Движитель
средство
%
Паровая машина
Паровоз, паровой молот и т.п.
5-8
Двигатель
Автомобиль, поршневой самолет
внутреннего сгорания
20-25
Дизельный двигатель Автомобиль, моторное судно, трактор
35-40
Ядерная
энергетическая
установка
Реактивный двигатель
Электродвигатель
Скелетные мышцы
человека
Судовой энергоблок; АЭС
30
Реактивный самолет, ракета
15-20
Электрические приводы машин и механизмов
70-80
Скоростной бег, подъем штанги, прыжок
10-12
Бег на средние дистанции, игра в хоккей, большой
теннис
12-15
Бег на длинные дистанции, лыжные гонки,
велосипед (шоссе)
Марафонский бег, прогулка
18-20
25-30

5. ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЕЧНОГО АППАРАТА

Лекция 3
* ФИЗИОЛОГИЯ
МЫШЕЧНОГО
АППАРАТА

6. Вопросы лекции

*Вопросы лекции
* 1. Элементарные структурные единицы мышечной ткани. Строение
мышечного волокна. Свойства скелетных мышц.
* 2. Механизм мышечного сокращения
* 3.Двигательные единицы, их характеристика.
* 4.Одиночное мышечное сокращение. Тонус. Тетанус, его физиологические
основы.
* 5. Изометрический, изотонический и ауксотонический режим работы
скелетных мышц.
* 6 Анатомический и физиологический поперечник мышц. Сила мышц.
* 7. Гладкая мускулатура, ее структурные и функциональные особенности.
* 8. Роль АТФ в сократительном акте. Пути ресинтеза АТФ при мышечной
работ.
* 9. Утомление при мышечной нагрузке, его профилактика.

7.

* Цель лекции – знакомство с
основными положениями теории
мышечного сокращения.
* Задачи:
-вспомнить строение мышечного аппарата;
- уяснить основные положения процесса
мышечного сокращения;
- понять энергетику мышечного
сокращения;
-разобраться в причинах утомления.

8.

* 1. Элементарные структурные единицы
мышечной ткани.
* Строение мышечного волокна. Свойства
скелетных мышц.

9.

Мышечная ткань
составляет основную массу мышц и
осуществляет сократительную функцию.
Виды мышечной ткани:
• Гладкая мышечная ткань
• Поперечно-полосатая скелетная
мышечная ткань
• Поперечно-полосатая сердечная мышечная
ткань

10. Строение мышцы

*

11.

МЫШЦА
МЫШЕЧНЫЕ ВОЛОКНА
МИОФИБРИЛЛЫ, состоящие из
МИОФИЛАМЕНТОВ (актин и миозин)
САРКОМЕРЫ
11

12.

13.

*Свойства мышц
*1. Физические
* растяжимость - способность менять длину;
* эластичность - способность возвращаться к первоначальной
длине после прекращения воздействия;
* сила - способность поднять груз;
* способность совершать работу.
*2. Физиологические
* возбудимость;
* проводимость;
* сократимость;
* Лабильность.

14.

2. Механизм мышечного
сокращения
Для мышечного сокращения
необходимы 3 компонента:
- нервный импульс;
- ионы кальция;
- АТФ

15. Строение синапса (место контакта нерва и мышцы)

16.

17. МЕХАНИКА СОКРАЩЕНИЯ САРКОМЕРА Схема взаимодействия толстых и тонких нитей (Л. Страйер, 1985)

* МЕХАНИКА СОКРАЩЕНИЯ САРКОМЕРА
17

18.

Схема временной последовательности развития потенциала
действия (ПД), освобождения ионов кальция (Са2+) и развития
изометрического сокращения мышцы

19.

* При однократном движении поперечных
мостиков вдоль актиновых нитей (гребковые
движения) саркомер укорачивается примерно
на 1 % его длины. Для полного изотонического
сокращения мышцы необходимо совершить 60
таких «гребковых» движений.
* С увеличением скорости укорочения мышцы
число одновременно прикрепленных мостиков
в каждый момент времени уменьшается
( уменьшение силы сокращения мышцы при
увеличении скорости ее укорочения).

20. 3. Двигательные единицы, их характеристика

*

21.

Двигательные
единицы (ДЕ) периферические
мотонейроны и
иннервируемые ими
мышечные волокна.

22.

Двигательные единицы мышц (ДЕ) и их типы

23. 4.Одиночное мышечное сокращение. Тонус. Тетанус, его физиологические основы.

*

24.

*Одиночное мышечное сокращение имеет
несколько фаз:
*1. латентная фаза - это промежуток времени от
начала раздражения до появления видимого
сокращения (чем сильнее раздражение, тем
короче латентный период);
* 2. фаза укорочения (фаза сокращения) - это
изменение напряжения или уменьшение длины
мышцы;
*3.фаза расслабления - это фаза окончания
напряжения мышцы;
* 4.фаза остаточных колебаний.

25. Режимы и типы мышечного сокращения

* Режимы и типы
мышечного сокращения

26.

*То́нус (греч. τόνος — напряжение) —
состояние длительного стойкого
возбуждения нервных центров и мышечной
ткани, не сопровождающееся утомлением.
Мышечный тонус - это постоянное
непроизвольное напряжение мышц,
осуществляемое без участия сознания, воли
человека, обычное нормальное состояние
здоровой мышцы.

27.

Формирование тетануса в зависимости от частоты раздражения

28.

Тетанус
- сокращение мышцы, сила которого превышает
силу одиночного сокращения.
* Зубчатый тетанус - наличие неполного
расслабления перед очередным
сокращением.
* Гладкий тетанус- отсутствие
расслабления при сокращении.

29. 5. Изометрический, изотонический и ауксотонический режим работы скелетных мышц

*

30.

Режимы сокращения мышц

31.

*• изотонический – мышца укорачивается при
постоянном напряжении (внешней нагрузке);
изотоническое сокращение воспроизводится
только в эксперименте;
• изометрический – напряжение мышцы
возрастает, а ее длина не изменяется; мышца
сокращается изометрически при совершении
статической работы;
• ауксотонический – напряжение мышцы
изменяется по мере ее укорочения;
ауксотоническое сокращение выполняется
при динамической преодолевающей работе.

32.

*
Работа мышцы равна весу
груза, поднятого на
определенную высоту.
* А = Р (кг) х Н (м)
* Правило оптимальных
нагрузок

33.

6. Анатомический и
физиологический
поперечник мышц.
Сила мышц.

34.

35.

*Анатомический поперечник - это
площадь сечения
перпендикулярного длинной оси
мышцы.
* Физиологический поперечник это сумма площадей поперечных
сечений всех мышечных волокон,
образующих мышцу.

36.

37.

38.

39.

40.

* У мышц веретенообразной и лентовидной формы с параллельным
расположением волокон АП и ФП совпадают. Иначе у перистых мышц.
Из двух равновеликих мышц, имеющих одинаковый АП, у перистой
мышцы ФП будет больше, чем у веретенообразной.
В связи с этим перистая мышца обладает большей силой, однако
размах сокращения её коротких мышечных волокон будет меньше,
чем у веретенообразной мышцы. Поэтому перистые мышцы имеются
там, где необходима значительная сила мышечных сокращений при
сравнительно небольшом размахе движений (мышцы стопы, голени,
некоторые мышцы предплечья).
Веретенообразные, лентовидные мышцы, построенные из длинных
мышечных волокон, при сокращении укорачиваются на большую
величину. В то же время силу они развивают меньшую, чем перистые
мышцы, имеющие одинаковый с ними АП.

41.

* У
мужчин,
не
занимающихся
физической
культурой
и
спортом,
анатомический
и
физиологический
поперечник двуглавой мышцы плеча
(веретенообразная мышца) равен 15 см2,
а у широкой латеральной мышцы
(перистая
мышца)
анатомический
поперечник
равен
24,5
см2,
а
физиологический – 30, 6 см2.

42. Сила икроножной мышцы

1 мышечное волокно развивает напряжение
100-200 мг.
1 ДЕ содержит 2000 мышечных волоконразвивает напряжение 200-400 г.
Икроножная мышца содержит 1000 ДЕ –
развивает напряжение 200-400 кг

43. Типы гипертрофии скелетных мышц

43

44. 7. Гладкая мускулатура, ее структурные и функциональные особенности

45.

*Основной структурной единицей гладких мышц является
гладкомышечная клетка (ГМК), имеющая обычно
удлиненную веретенообразную форму. ГМК
располагаются параллельно и последовательно, образуя
мышечные пучки или тяжи, и мышечные слои.

46. Свойства гладкой мускулатуры

1. эластичность- способность сохранять
длину, приданную при растяжении
2. автоматия-способность к
произвольному сокращению
3. высокая чувствительность к
химическим веществам

47.

8. Роль АТФ в
сократительном акте.
Пути ресинтеза АТФ при
мышечной работе

48.

Пути ресинтеза АТФ
АНАЭРОБНЫЕ ПУТИ
1. Фосфагенная система (Креатинфосфатный путь)
КрФ + АДФ=АТФ+Кр ( до 10 -20 секунд)
2. Гликолитическая система (Лактатный путь)
АДФ+ Ф = АТФ (2 молекулы АТФ из молекулы глюкозы)
(от 20 с до 2-5 мин)
АЭРОБНЫЙ ПУТЬ
3. Окислительная система (Окислительное
фосфорилирование)
АДФ+ Ф = АТФ (36 молекул АТФ из молекулы
глюкозы) (от 5 минут и до…..)
Итог: 38 молекул АТФ из 1 молекулы глюкозы.

49.

50.

9. Утомление при
мышечной
нагрузке, его
профилактика

51.

*МЫШЕЧНОЕ УТОМЛЕНИЕ С ПОЗИЦИИ ТЕОРИИ
ФУНКЦИОНАЛЬНЫХ СИСТЕМ
*
Мышечное утомление — это такое состояние
организма, при котором работоспособность
человека
временно
снижена.
Понижение
работоспособности является главным внешним
проявлением этого состояния, его основным
объективным
признаком.
Однако
работоспособность может снижаться не только
при утомлении, но и при тренировке в
неблагоприятных условиях среды (высокой
температуре и влажности воздуха, пониженном
парциальном давлении кислорода в воздухе,
например в среднегорье).
*

52.

*В. Н. Волков (1973) составил классификации клинических
проявлений утомления.
*1. Легкое утомление — состояние, которое развивается
даже после незначительной по объему и интенсивности
мышечной работы. Оно проявляется в виде усталости.
Работоспособность при этой форме утомления, как
правило, не снижается.
*2. Острое утомление — состояние, которое развивается
при предельной однократной физической нагруже. При
этом состоянии отмечается слабость, резко снижается
работоспособность и мышечная сила, появляются
атипические реакции сердечно-сосудистой системы на
функциональные пробы. Острое утомление чаще
развивается у слабо тренированных спортсменов.

53.

*3. Перенапряжение — остро развивающееся состояние
после
выполнения
однократной
предельной
тренировочной или соревновательной нагрузки на фоне
сниженного функционального состояния организма
(перенесенное заболевание, хронические интоксикации
— тонзиллит, кариес зубов, гайморит и др.). Чаще это
состояние
развивается
у
квалифицированных
спортсменов, которые способны благодаря хорошим
волевым качествам выполнять большие нагрузки на
фоне
утомления.
Клинически
перенапряжение
проявляется
общей
слабостью,
вялостью,
головокружениями, иногда обморочными состояниями,
нарушением координации движений, сердцебиением.

54.

55. Учебно-методическое обеспечение. Литература

Джек Уилмор, Дэвид Костилл. Физиология спорта и двигательной
активности Олимпийская литература , 1997.
Ноздрачев, А. Д. Начала физиологии : учебник для вузов [Текст] / А. Д.
Ноздрачев и др., 3-е изд. стер. – СПб. : Изд-во «Лань», 2004. 1088 с.
Солодков, А. С. Физиология человека : общая, спортивная, возрастная :
учебник [Текст] / А. С. Солодков, Е. Б. Сологуб. – М. : Терра-Спорт, 2001.
520 с.
Гладкая мышца: современный взгляд на строение и механизмы
функционирования / Э.Н.Телина, Н.К. Хабибуллина, А.Л. Зефиров. –
Казань, Арт- кафе, 2007. – 126 с
Основы физиологии: пер с английского под редакцией Косицкого Г.Ию. –
М.: Мир; 1984.-.556 с
Клеточно-молекулярные механизмы функционирования и регуляции
сердца: учебно-методическое пособие / Р.Р. Нигматуллина, С.З.
Земскова, А.Л. Зефиров, А.В. Смирнов. – Казань: КГМУ, 2004. – 100 с.
Физиология возбудимых тканей и центральной нервной системы:
Руководство к практическим занятиям по физиологии человека и
животных: Учебно-методическое пособие / Т.А. Аникина, Т.Л. Зефиров,
А.В. Крылова, Ф.Г. Ситдиков. – Казань: ТГГПУ, 2011. – 96 с. http://bse.scilib.com/article126942.html

56.

* 5 на «5»
* 1. Можно ли переделать стайера в спринтера?
*2. Почему при раздражении разных двигательных единиц одной и
той же мышцы можно получить сокращения разной силы?
2. Испытывали ли Вы лично такие состояния, которые
характеризуются как «мертвая точка» и «второе дыхание»? Реально
ли избежать «мертвой точки» ?
4. Спортсмен обратил внимание, что после бега на 100 метров
частота дыхания у него увеличилась, в тоже время после более
медленного бега на более длинную дистанцию степень увеличения
частоты дыхания была меньше. Как Вы можете это объяснить?
5. «Знай наших!» Напишите 3 фамилии ученых , работавшими
над вопросами, которые мы разбирали в данной лекции, но
фамилии которых в лекции не упоминались. Суть их открытий?

57.

*Спасибо за внимание!!!