Тема: види та режими м'язових скорочень. Механізм м'язових скорочень. Функції та властивості скелетних м'язів Зниження м'язових зусиль називається

Залежно від характеру скороченьм'язи розрізняють три їх види: ізометричне, ізотонічне та ауксотонічне.

Аукстонічне скорочення м'яза полягає в одночасному зміні довжини та напруги м'яза. Цей вид скорочення характерно для натуральних рухових актів і буває двох видів: ексцентричне, коли напруга м'яза супроводжується її подовженням - наприклад, у процесі присідання (опускання), і концентричне, коли напруга м'яза супроводжується її укороченням - наприклад, при розгинанні нижніх кінцівок після присідання ( підйом).

Ізометричне скорочення м'яза- коли напруга м'яза зростає, а довжина її не змінюється. Цей вид скорочення можна спостерігати в експерименті, коли обидва кінці м'язів зафіксовані і відсутня можливість їх зближення, і в природних умовах - наприклад, у процесі присідання та фіксації положення.

Ізотонічне скорочення м'язаполягає в укороченні м'яза при її постійній напрузі. Цей вид скорочення виникає, коли скорочується ненавантажений м'яз з одним закріпленим сухожиллям, не піднімаючи (не переміщуючи) ніякого зовнішнього вантажу чи піднімаючи вантаж без прискорення.

Залежно від тривалостіскорочень м'язи виділяють два види: одиночний і тетанічний.

Поодиноке скорочення м'язавиникає при одноразовому подразненні нерва або самого м'яза. Зазвичай м'яз коротшає на 5-10% від вихідної довжини. На кривій одиночного скорочення виділяють три основні періоди: 1) латентний- час від моменту завдання роздратування до початку скорочення; 2) період укорочення (або розвитку напруги); 3) період розслаблення. Тривалість поодиноких скорочень м'язів людини варіабельна. Наприклад, у камбаловидного м'яза вона становить 0,1 с. У латентний період виникає збудження м'язових волокон та його проведення вздовж мембрани. Співвідношення тривалості одиночного скорочення м'язового волокна, його збудження та фазові зміни збудливості м'язового волокна показані на рис. 24.

Тривалість скорочення м'язового волокна значно довше такої ПД оскільки необхідний час працювати Са-насосов повернення Са 2+ в СПР і довкілля і більшої інерційності механічних процесів проти електрофізіологічними.

Мал. 24. Співвідношення часу виникнення ПД (А) та одиночного скорочення (Б) повільного волокна скелетного м'яза теплокровного. Стрілка- Момент нанесення подразнення. Час скорочення швидких волокон у кілька разів коротший

Тетанічне скорочення- це тривале скорочення м'яза, що виникає під дією ритмічного роздратування, коли кожне наступне роздратування або нервові імпульси надходять до м'яза, поки він ще не розслабився. В основі тетанічного скорочення лежить явище сумації одиночних м'язових скорочень (рис. 25) - збільшення амплітуди та тривалості скорочення при нанесенні на м'язове волокно або цілий м'яз двох і більш швидко наступних один за одним подразнень.

Мал. 25. Сумація скорочень литкового м'яза жаби: 1 - крива одиночного скорочення у відповідь на перше подразнення розслабленого м'яза; 2 - крива одиносного скорочення того ж м'яза у відповідь на друге роздратування; 3 – крива сумованого скорочення, отриманого в результаті спареного подразнення м'яза, що скорочується ( позначено стрілками)

При цьому роздратування має надходити в період попереднього скорочення. Збільшення амплітуди скорочень пояснюється збільшенням концентрації Са 2+ у гіалоплазмі при повторному збудженні м'язових волокон, оскільки Са-помпа не встигає повертати його до СПР. Са 2+ забезпечує збільшення числа зон зачеплення міозинових містків з нитками актину.

Якщо повторні імпульси чи роздратування надходять у фазу розслаблення м'язів, виникає зубчастий тетанус. Якщо повторні подразнення припадають на фазу укорочення, виникає гладкий тетанус(Рис. 26).

Мал. 26. Скорочення литкового м'яза жаби при різній частоті подразнення сідничного нерва: 1 – одиночне скорочення (частота 1 Гц); 2,3 - зубчастий тетанус (15-20 Гц); 4,5 - гладкий тетанус (25-60 Гц); 6 – розслаблення при песимальній частоті подразнення (120 Гц)

Амплітуда скорочення та величина напруги, що розвиваються м'язовими волокнами при гладкому тетанусі, зазвичай у 2-4 рази більше, ніж при одиночному скороченні. Тетанічне скорочення м'язових волокон, на відміну одиночних скорочень, швидше викликає їх стомлення.

У разі зростання частоти стимуляції нерва чи м'язи амплітуда гладкого тетануса збільшується. Максимальний тетанус отримав назву оптимуму.Збільшення тетанусу пояснюється накопиченням Са 2+ в гіалоплазмі. При подальшому збільшенні частоти стимуляції нерва (близько 100 Гц) м'яз розслаблюється внаслідок розвитку блоку проведення збудження у нервово-м'язових синапсах. песимум Введенського(Частота роздратування песимальна) (див. рис. 26). Песимум Введенського можна отримати і при прямому, але частішому подразненні м'яза (близько 200 імп./с), проте при цьому для чистоти експерименту слід заблокувати нервово-м'язові синапси. Якщо після виникнення песимуму зменшити частоту стимуляції до оптимальної, то амплітуда м'язового скорочення миттєво зростає – свідчення того, що песимум не є результатом стомлення м'яза чи виснаженням енергетичних ресурсів.

Концентричний, ексцентричний, ізометричний.

18) Доповніть пропозицію:

Ексцентричне скорочення м'язів- це вид м'язових скорочень, при якому м'яз, виконуючи роботу, подовжується

19) Які типи м'язових волокон Ви знаєте:

Швидкі

Повільні

проміжні

20) Поставте цифри, що відповідають основній функції того чи іншого м'яза, з правої колонки в ліву колонку:

А (5) Прямий м'яз живота	1. Згинання стегна, розгинання гомілки
Б (1) Чотирьохголовий м'яз стегна	2. Розгинання передпліччя
(3) Двоголовий м'яз стегна	3. Згинання гомілки
Г (7) Ікроніжний м'яз	4. Приведення, розгинання, медіальне обертання плеча
Д (9) Трапецієподібний м'яз	5. Згинання хребта
Е (10) Дельтовидний м'яз	6. Горизонтальне (медіальне) згинання плеча, приведення, обертання його всередину
Ж (4) Найширший м'яз спини	7. Підошовне згинання в гомілковостопному суглобі, участь у згинанні колінного суглоба
З (2) Триголовий м'яз плеча	8. Розгинання стегна
І (8) Великий сідничний м'яз	9. Рух лопатки верх та відведення її назад
(6) Великий грудний м'яз	10. Відведення, згинання, розгинання плеча

21) Перерахуйте завдання підготовчого періоду:

1. Вивчення та відпрацювання техніки вправ
2. м'язова гіпертрофія
3. розвиток силових показників
4. капіляризація м'язової тканини

22) Яка основна мета розминки:

1. Зниження ЧСС до норми
2. Підвищення внутрішньої температури тіла, збільшення еластичності м'язів, збудження нервової системи
3. Збільшення ЧСС до цільового значення, зниження жирового прошарку
4. Зняття нервового збудження

У якому відділі системи травлення відбувається всмоктування поживних речовин?

1. Ротова порожнина
2. шлунок
3. тонка кишка
4. товста кишка

В якому органі чи тканині вуглеводи запасаються у вигляді глікогену?

1. нирки
2. печінка
3. легені
4. м'язи

До яких речовин розщеплюються вуглеводи у травному тракті?

1. цукроза
2. глюкоза
3. крохмаль
4. фруктоза

До яких речовин розщеплюються жири у травному тракті?

1. гліцерин

Тригліцериди

3. ліпопротеїди

Жирні кислоти

27) Перерахуйте функції білків та його джерела:

каталітична, структурна, регуляторна, захисна, сигнальна, транспортна, резервна, рухова. Джерела: продукти з низьким вмістом жирів та вуглеводів (молоко, м'ясо, риба, яйця)

28) Перерахуйте функції жирів та їх джерела:

Енергетична, теплоізоляція, структурна, регуляторна, захисна. Джерела: олія, горіхи, риба

29) Перерахуйте функції вуглеводів та їх джерела:

Структурна, захисна, пластична, енергетична, запасна, осмотична, рецепторна. Джерела: овочі, фрукти, необроблені злаки

30) Перерахуйте, за яких симптомів слід припинити виконання вправ:

1. потовиділення
2. почуття спраги
3. запаморочення
4. прискорене дихання

Які вправи заборонені під час варикозного розширення вен?

1. вправи в положенні сидячи
2. вправи в положенні лежачи
3. вправи в положенні стоячи
4. вправи у русі

Який вид занять забороняється при ожирінні?

1. плавання
2. аква-аеробіка
3. вправи на силових тренажерах

Які види занять заборонені при остеохондрозі хребта?

1. стретчинг
2. стрибки
3. плавання
4. напіввиси

Які види занять заборонені під час кіфозів?

1. зміцнення м'язів спини
2. зміцнення м'язів грудей
3. плавання на спині
4. розтягування м'язів черевного преса

35) Напишіть формулу Карвонена:

ЧСС під час тренування = (максимальна ЧСС - ЧСС у спокої) х інтенсивність (у відсотках) + ЧСС у спокої.

36) Джерелами енергії при довгостроковій аеробній роботі є:

1. креатинфосфат, вуглеводи
2. глюкоза, білки
3. білки, вуглеводи
4. у глеводи, жири

37) Вкажіть 5 основних вправ для триголового м'яза плеча:

Віджимання на брусах

-Французький жим штанги стоячи

Французький жим штанги сидячи

Розгинання рук зі штангою в ліктьових суглобах у положення, лежачи на горизонтальній лаві

Підняття та опускання штанги прямими руками з нахилом тулуба вперед

Де у клітині відбувається синтез АТФ?

У мітохондріях

З яких ниток складається міофібрил?

Актин та міозин

Вкажіть види м'язової тканини?

-гладка

-поперечносмугаста скелетна м'язова тканина

-поперечносмугаста серцева м'язова тканина

Скільки молекул АТФ утворюється при анаеробному гліколізі?

Скільки молекул АТФ утворюється при аеробному гліколізі?

Яка залоза виділяє дофамін?

Наднирник

Які гормони виробляє підшлункова залоза?

Інсулін та глюкагон

Перелічіть методи розвитку сили?

-метод «до відмови»

-метод максимальних зусиль

-ізометричний метод

-повторний метод

Перерахуйте засоби розвитку сили?

-упр. із зовнішнім опором

-упр. з подоланням ваги власного тіла

-упр. у самоопорі

-упр. з комбінованим обтяженням -ізометричні упр.

Перерахуйте загальні тренувальні принципи?

-принцип поступовості

-Принцип повторності

-принцип посильності чи індивідуалізації

-принцип систематичності та регулярності

48) Вкажіть типи складання чоловіка:

Ектоморф (худощаві від природи)

Мезоморф (м'язисті та спортивні)

Ендоморф (схильні до набору жиру)

За рахунок якого шару кістка росте завтовшки?

окістя

Що таке основний обмін?

це енерговитрати організму в стані повного спокою, що забезпечують функції всіх органів і систем та підтримання температури тіла.

З яких відділів складається вегетативна нервова система?

Центральний та периферичний

Якими кістками утворений плечовий суглоб?

Плечова кістка, лопатка

53) Вкажіть шляхи ресинтезу АТФ:

Аеробний та анаеробний механізми та окислення ліпідів.

Від чого залежить міцність кісток?

55) Універсальне джерело енергії:

Яка заліза внутрішньої секреції є головною та виділять стежки?

гіпофіз

57) Перерахуйте види силових здібностей:

-абсолютна сила

-м'язова сила

-максимальна сила

-вибухова сила

У чому полягає принцип ступінчастих сетів?

Даний метод полягає в тому, щоб після високого навантаження з великою вагою відразу ж переключитися на меншу вагу, але зробити навантаження максимальною .

На яких рівнях відбувається адаптація кістякових м'язів?

Які вправи підходять для ектоморф?

Вправи, працювати в яких потрібно з великою вагою:

-Станова тяга з прямими ногами

-Присідання

-жим лежачи з гантелями або зі штангою

-жим із грудей вгору з гантелей або штангою

-згинання рук з гантелями або зі штангою

Які елементи перевозять кисень у крові?

еритроцити

Без чого неможливий синтез статевих гормонів?

Без холестерину

Що таке силові можливості?

Це комплекс різних проявів людини у певної рухової діяльності, основу яких лежить поняття «сила». Сила-це здатність людини долати зовнішні опори чи протистояти їй з допомогою м'язових зусиль(напряжений).

64) Перерахуйте базові вправи:

-підйом ніг у висі на перекладині

-Розгинання рук з верхнього блоку

-згинання рук з гантелями сидячи (стоячи)

-згинання ніг у тренажері лежачи

-розведення ніг у тренажері

-Гіперекстензія

-станова тяга з гантелями

Навколо якої осі відбувається згинання та розгинання?

Навколо фронтальної осі

66) Вкажіть силові здібності людини:

1. Гнучкість

2. Максимальна сила

3. Спритність

4. Вибухова сила

67) Перерахуйте недоліки тренажерів:

-Масивність

-висока вартість

-Енергозалежність

Чи можливе приймання води під час занять?

За рахунок чого можна збільшити інтенсивність заняття?

Інтервальний та змінний (повторний) методи

За яких симптомів слід припинити виконання вправ?

1. потовиділення

2. почуття спраги

3. запаморочення

4. прискорене дихання

Який відсоток обтяжень має бути при роботі, що викликає м'язову гіпертрофію?

85% від 1ПМ (повторення з максимальною вагою) до м'язової відмови або практично до неї.

72) Перерахуйте переваги тренажерів:

-повне тренування всього тіла

-найкращий спосіб досягти атлетичної фігури

Що таке втома?

Тимчасове зниження працездатності м'язів, спричинене їх роботою.

1. балістичний
2. динамічний
3. статичний

75) Вкажіть основні вправи для великого сідничного м'яза:

-розгинання стегна в тренажері

-місток лежачи на підлозі

-розведення ніг у тренажері

-розгинання стегна лежачи на підлозі

1. 15-30 хвилин
2. 45-60 хвилин
3. 60-75 хвилин
4. 75-90 хвилин

77) Перша допомога при забитих місцях і розтягуваннях:

1. забезпечити спокій
2. розтерти маззю, що розігріває
3. накласти пов'язку, що давить
4. розташувати травмовану ділянку (кінцевість) нижче рівня пояса.

78) Дайте визначення поняттю:

Гнучкість - абсолютний діапазон руху в суглобі або ряді суглобів, що досягається в миттєвому зусиллі.

Іммобілізація це-

1. Відсутність структурного гомеостазу у м'язах
2. Стан, коли суглоби не працюють протягом будь-якого проміжку часу
3. Процес старіння сполучної тканини

Види та режими м'язового скорочення. Виділяють поодинокі та тетанічні види скорочення м'язів.

1. Поодиноке скорочення м'яза - Це скорочення, яке виникає при дії на м'яз одиночного електричного або нервового імпульсу. На кривій одиночного скорочення виділяють три основні фази: 1. латентний період – час нанесення подразнення на початок скорочення. У цей час виникає збудження м'язових волокон та її поширення вздовж мембрани. Тривалість варіює до 10 мс; 2. фаза укорочення (чи розвиток напруги) – близько 50мс; 3. фаза розслаблення – близько 60 мс.

2. Тетанічне скорочення - Це тривале укорочення м'яза, що виникає під дією ритмічного подразнення. У його основі лежить сумація одиночних скорочень. При тетанічному скороченні амплітуда більше, ніж при одиночному скороченні, тому що повторні потенціали дії виникають перш, ніж саркоплазматичний ретикулум зможе видалити раніше вивільнений кальцій, тому рівень останнього в гіалоплазмі підвищується, активний стан продовжується, збільшується кількість містків, що працюють, і, як результат, посилюється сила скорочення. Для виникнення тетануса необхідно, щоб інтервал між стимулами був більшим за рефрактерний період, але коротший за всю тривалість скорочувальної відповіді. Тетанічне скорочення має два види: зубчастий тетанус та гладкий. Якщо повторити роздратування у фазу розслаблення, то вийде зубчастітанус якщо ж у фазу вкорочення – то гладкий . При деякій досить високій частоті подразнення нерва амплітуда гладкого тетануса стає найбільшою. Такий гладкий тетанус називається оптимумом . Для розвитку оптимуму необхідно, щоб повторні подразники надходили до м'яза після завершення періоду рефрактерності, викликаного попереднім подразником. Якщо підвищувати далі частоту подразнення, то настає стан, який називається песимумом Введенського - Формується блок проведення збудження в нервово-м'язовому синапсі і м'яз замість того, щоб продовжувати збуджуватися, розслабляється, скільки б ми її не дратували. У природних умовах через асинхронність роботи мотонейронів скорочення м'яза нагадує гладкий тетанус.

Залежно від умов (величини) навантаження), за яких відбувається м'язове скорочення, розрізняють три його основні режими:

1. Ізотонічний режим - Це скорочення м'яза, при якому її волокна коротшають, але напруга залишається постійним. У реальних умовах суто ізотонічне скорочення відсутнє.

2. Ізометричний режим - Скорочення м'яза, при якому її довжина не змінюється, але напруга, що розвивається нею, зростає. Наприклад, підняття вантажу, який більший за силу м'яза.

3. Ауксотонічний режим - Це скорочення м'яза, при якому одночасно змінюється довжина та напруга. Цей режим уражає натуральних рухових актів.

Сила та робота м'язів

Сила м'язаабо загальна сила м'яза , визначається максимальною напругою в ньютонах, яку вона може розвинути. Питома сила м'яза - Відношення загальної сили в ньютонах до фізіологічного поперечного перерізу м'яза (Н/см 2). За допомогою динамометрів можна виміряти «кистя», «станову» силу, силу згиначів і т.д. Сила м'яза залежить від

1. Анатомічної будови - Якщо волокна м'язи розташовані під кутом, то її сила більша (перисті м'язи).

2. Об'єм розтягування – при помірному розтягуванні скорочувальний ефект м'яза збільшується, при сильному зменшується.

3. Сили стимулу : одиночне м'язове волокно реагує на роздратування за правилом «все чи нічого» Скорочення цілого м'яза залежить від сили стимуляції до тих пір, поки не будуть залучені до процесу всі волокна м'яза. Потім м'яз перестає видавати збільшення амплітуди скорочення.

4. Питома сила м'яза залежить від білих і червоних волокон, що входять до її складу. . Чим більше швидких (білих) волокон, тим вища питома сила.

Δ Робота м'язи та втома. У механіці робота визначається як добуток сили, прикладеної до тіла, на відстань його переміщення під дією цієї сили: А = F * L (Дж). При м'язовій роботі в людини з часом розвивається втома, сила м'язових скорочень поступово зменшується, і врешті-решт настає момент, коли людина вже не може продовжувати роботу. Швидкість розвитку втоми залежить від ритму роботи і величини вантажу. Причиною стомлення є накопичення калію в ділянці трубочок, накопичення молочної кислоти та витрати енергетичного матеріалу. Найбільшою буває робота при деякому середньому, оптимальному для даної людини ритмі роботи та середньому оптимальному вантажі (правило середніх навантажень).

БУДОВА СКЕЛЕТНИХ М'ЯЗІВ

Скелетні м'язи покриті товстою сполучнотканинною оболонкою. У товщі м'язи тонша оболонка із сполучної тканини оточує як пучки м'язових волокон, так і окремі волокна. Ця оболонка виконує дві функції. По-перше, через неї до м'язових волокон проходять нерви, кровоносні та лімфатичні судини. По-друге, еластична сполучна тканина поєднує зусилля, що тягнуть, безлічі м'язових волокон.

М'язові клітини, або волокна, мають форму загострених кінцях циліндрів. Їхня тонка цитоплазматична мембрана називається сарколеммою, а їхня цитоплазма - саркоплазмою. По периферії саркоплазми розташовуються численні ядра м'язового волокна, а центральній частині щільно укладені орієнтовані поздовжньо міофібрили; в одному м'язовому волокні їх може бути більше тисячі.

Саме міофібрили створюють картину поперечної смугастість м'язового волокна, в якому чергуються темні і світлі диски. Темні диски характеризуються подвійним променезаломленням у поляризованому світлі, тому їх називають анізотропними, на відміну від світлих ізотропних дисків (рис. 5). Всередині кожного ізотропного диска видно темну тонку лінію, що отримала назву Z-мембрани. Ділянка міофібрили між сусідніми Z-мембранами називається саркомером, його довжина в середньому становить близько 2-3 мкм.

Саркомери утворені нитками двох скорочувальних білків - актину та міозину. Більш тонкі нитки актину одним кінцем прикріплюються до Z-мембрани. До цієї мембрани з іншого боку прикріплюються, як щетинки до щітки, актинові нитки сусіднього саркомера. У проміжки між актиновими нитками приблизно на 1/4 їхньої довжини входять товсті нитки другого скорочувального білка - міозину. Ділянки міофібрили, що містять міозин, відповідають темним анізотропним дискам, а актин – світлим ізотропним дискам. М'язове скорочення здійснюється за допомогою спеціального механізму втягування тонких ниток актину в центр саркомера між товстими нитками міозину. При скороченні зменшується лише довжина саркомерів, тоді як довжина актинових та міозинових ниток не змінюється.

Кожна тонка нитка актина утворена подвійним ланцюгом глобулярних молекул мономерів актину, що можна порівняти з подвійною ниткою намиста, злегка скручених по осі (рис. 6). На кожній стороні такого подвійного ланцюга є поздовжні спіральні жолобки. У жолобках укладені довгі та тонкі молекули регуляторного білка тропоміозину. До ниток тропоміозину приєднані молекули другого регуляторного білка - тропоніну, розташовані на однаковій відстані одна від одної. Регуляторні білки контролюють з'єднання між нитками актину та міозину: від цього залежить скорочення та розслаблення м'яза. Наприклад, у розслабленому м'язі молекули тропоміозину займають положення, що перешкоджає з'єднанню міозинових ниток з актиновими.

У товстих ниток міозину є численні бічні відгалуження або поперечні містки, що мають форму подвійних головок (рис.6). Ці головки можуть повертатися, як на шарнірах, прикріплюватися до ниток актина, а потім створювати зусилля, що тягне. Половина головок кожної нитки міозину звернена в один бік, а половина - в іншу, отже кожна половина головок може приєднатися до ниток актину, пов'язаних як з одним, так і з іншого Z-мембранами саркомера.

Мал. 6. Скоротливі та регуляторні білки міофібрил. У розслабленому м'язі тропоміозин перешкоджає утворенню поперечних містків між актином та міозином. При збудженні м'яза у саркоплазмі підвищується концентрація іонів кальцію, які з'єднуються з тропоніном, що змінює конформацію його молекул. В результаті цього тропонін зміщує молекулу тропоміозину в глибину жолобка актинової нитки: тим самим головкам міозину надається можливість з'єднуватися з нитками актину.

Від сарколемми м'язового волокна відходять всередину вузькі канальці, що отримали назву поперечних Т-трубочок. Коли збудження передається через нервово-м'язовий синапс на сарколему, хвиля деполяризації поширюється і Т-трубочки. У саркоплазмі з Т-трубочками є сусідами цистерни саркоплазматичного ретикулума, що представляє м'язовий аналог гладкого ендоплазматичного ретикулума. Навколо одного саркомера проходять дві Т-трубочки, а до кожної з обох боків належать цистерни саркоплазматичного ретикулуму. Кожна Т-трубочка з двома цистернами саркоплазматичного ретикулуму, що прилягають до неї, утворює тріаду. Цистерни ретикулуму з'єднані один з одним за допомогою безлічі поздовжніх трубочок, утворюючи єдину систему. У саркоплазматичному ретикулумі накопичуються іони кальцію, що надходять із саркоплазми активним транспортом. Головний інтегральний білок мембрани саркоплазматичного ретикулуму виконує функцію кальцієвого насоса і при розслабленні м'яза перекачує іони кальцію ретикулум, використовуючи для цього енергію АТФ.

НЕЙРО-Моторні одиниці

Структурно-функціональною одиницею скелетних м'язів є багатоядерне м'язове волокно. Об'єднуючись у пучки, ці волокна утворюють м'яз. Будь-яке м'язове волокно іннервується лише від одного мотонейрону. У той самий час один мотонейрон іннервує групу м'язових волокон, разом із якими утворює рухову одиницю. Вона є найменшою функціональною одиницею моторної системи. У різних м'язах рухові одиниці дуже відрізняються за кількістю м'язових волокон. Так, наприклад, в око-рухових м'язах на один нейрон припадає близько десятка м'язових волокон, у рухових одиницях дрібних м'язів руки їх близько сотні, а у великих м'язах кінцівок та тулуба – понад тисячу на один мотонейрон. Малі одиниці характерні для м'язів, за допомогою яких відбуваються точні, добре координовані рухи, тоді як великі переважають у масивних м'язах, наприклад, як м'язи спини.

Залежно від швидкості розвитку максимальної сили скорочення, а також від швидкості втоми розрізняють два типи рухових одиниць: 1) швидкий тип, що стомлюється; 2) повільний, мало стомлюваний. У більшості м'язів представлені два типи рухових одиниць, але у різному співвідношенні, яке варіює у людей індивідуально. У спортивній фізіології людей із відносно великим відсотком швидких волокон відносять до спринтерів, а власників більшого, ніж у середньому, відсотка повільних волокон – до стаєрів. У всіх людей при старінні відсоток швидких волокон зменшується.

Волокна швидких рухових одиниць відносно менше постачаються кров'ю і тому мають блідо-червоний колір. Вони призначені для потужних швидких скорочень протягом короткого часу, оскільки швидко втомлюються, не встигаючи через малого кровопостачання окислювати глюкозу до кінцевих продуктів. Волокна повільного типу забезпечені рясною мережею кровоносних капілярів, що надає їм темно-червоного кольору. І хоча вони скорочуються повільніше, зате здатні дуже довго працювати без втоми. Сила, що розвивається, складає від 1 до 10% від сили швидких волокон.

Тіла мотонейронів рухових одиниць повільного типу мають найменші розміри і найнижчий поріг збудження, тому вони можуть активуватися слабкими вхідними сигналами. Мотонейрони швидких рухових одиниць, навпаки, є найбільшими і щоб порушити їх, потрібні сильні стимули. Тому повільні рухові одиниці використовуються при будь-яких рухах, а швидкі - тільки в тих випадках, коли знадобиться велика сила м'язів, що скорочуються. Так, наприклад, при стоянні або спокійній ходьбі скорочення м'язів забезпечує менше половини всіх рухових одиниць - тут сила м'язового скорочення становить близько 20% від максимальної. Для того, щоб виконати стрибок, може знадобитися максимальна сила: у такому разі знадобиться активація мотонейронів швидких рухових одиниць.

ВИДИ І РЕЖИМИ М'язових скорочень.

М'язове скорочення проявляється у укороченні м'яза. Залежно від умов стимуляції та функціонального стану м'яза може виникнути поодиноке та тетанічне скорочення м'яза.

Амплітуда одиночного скорочення залежить від кількості міофібрил, що скоротилися в цей момент. Збудливість окремих волокон, що становлять цілий м'яз, різна, тому порогова сила струму викликає скорочення найбільш збудливих м'язових волокон. Амплітуда такого скорочення мінімальна.

М'язове скорочення передує процес збудження (тобто ПД), який збігається за часом з латентним періодом м'язового скорочення.

Мал. 7. Співвідношення фаз скоротливості(А) та збудливості(Б) поперечно-смугастих м'язів:

1,6 – вихідна збудливість; 2,5 – супернормальна збудливість; 3 - абсолютна рефрактерність; 4 - відносна рефрактерність

Сила та швидкість м'язового скорочення пропорційні також частоті потенціалів дії, що поширюються до м'яза за аксоном мотонейрону – це ще один механізм регуляції, який називається частотним кодуванням. Потенціал дії в нерві або м'язі триває приблизно 1-3 мс, а найкоротше скорочення, що складається з укорочення та розслаблення, триває приблизно 100 мс (рис 7). Таким скороченням м'яз відповідає на одиничний потенціал дії – це скорочення називається поодиноким (рис.8).

Рис.8 - Поодиноке м'язове скорочення.

1 – латентна фаза; 2 – фаза скорочення; 3 - фаза розслаблення

Якщо частота нервових імпульсів, що збуджують м'яз, стане зростати, вона не встигне повністю розслабитися до моменту приходу чергового потенціалу дії, і сила її скорочення буде збільшуватися. Такий вид скорочення отримав назву зубчастого тетанусу. З ще більшим збільшенням частоти стимуляції формується плато: тим часом м'яз зовсім не розслабляється, а скорочення робиться максимальним - цей режим називається гладким тетанусом (рис.9).

Рис.9. Види м'язових скорочень.

А. При малій частоті нервових імпульсів, що збуджують м'яз, вона відповідає на кожен з них поодиноким скороченням, встигаючи розслабитися до приходу наступного імпульсу;

Б. Зі збільшенням частоти нервових імпульсів відбувається сумація одиночних скорочень, за якої зростає амплітуда скорочувальних відповідей;

В. При досить великій частоті нервових імпульсів м'яз не може розслабитися, а скоротлива відповідь стає максимальною.

Серія наступних один за одним потенціалів дії призводить до значного підвищення внутрішньоклітинної концентрації кальцію, тому скоротлива відповідь і стає сильнішою та тривалішою. Частота потенціалів дії, що надходять до м'язів, варіює в невеликих межах. Наприклад, при довільних скороченнях потенціали дії в мотонейронах з'являються з частотою приблизно 8 Гц, в окремих випадках вона може перевищити 25 Гц. З наростанням частоти надходять до м'яза потенціалів дії сила її скорочення збільшується (рис.10).

Рис.10.

Подібна інформація.

1 - Коли м'яз отримує одиночне роздратування (одиночний електричний стимул), то спостерігається одиночне та одноразове скорочення м'яза . Такий вид скорочення є нефізіологічним для скелетного м'яза, тому що він завжди отримує по нервових волокнах серію імпульсів. Тільки серцевий м'яз скорочується за принципом поодиноких скорочень. Експериментальний запис одиночного скорочення кістякового м'яза складається з трьох фаз: 1. Латентний (прихований) період. Це час від початку подразнення до появи скорочувального ефекту. дорівнює 0,002 с.2. Фаза скорочення. Це час, протягом якого м'яз скорочується. Вона продовжується протягом 0,05 с.3. Фаза розслаблення. Триває 0,15 с.

2 - Другим видом м'язового скорочення є тривале укорочення м'яза або його напруга - тетанічний і тонічне, які може бути ізометричним та ізотонічним. Розрізняють два види тетанічних скорочень або тетануса: зубчастий і гладкий (суцільний). Зубчастий тетанусспостерігається тоді, коли наступний імпульс приходить у фазу розслаблення м'яза (стан м'яза чисто лабораторний). Гладкий тетанусмає місце тоді, коли черговий імпульс потрапляє наприкінці фази укорочення.

Режими м'язових скорочень:

1) ізотонічне– скорочення, при якому відбувається укорочення м'язових волокон, але збережеться та сама напруга (наприклад, при піднятті вантажу);

2) ізометричне- Скорочення, при якому довжина м'язових волокон не змінюється, але збільшується напруга в ній (наприклад, при опорі тиску);

3) аукстонічне- Скорочення, при якому змінюється і напруга, і довжина м'яза.

Втома - це тимчасове зниження працездатності м'язів у результаті роботи. Втома ізольованого м'яза можна викликати його ритмічним роздратуванням. Внаслідок цього сила скорочень прогресуюче зменшується. Чим вище частота, сила подразнення, величина навантаження, тим швидше розвивається втома. Чим сильніша втома м'яза, тим більша тривалість цих періодів. У деяких випадках повного розслаблення не настає. У минулому столітті, на підставі дослідів із ізольованими м'язами, було запропоновано 3 теорії м'язової втоми.

1.Теорія Шиффа: втома є наслідком виснаження енергетичних запасів у м'язі.

2.Теорія Пфлюгера: втома обумовлено накопиченням у м'язі продуктів обміну.

3.Теорія Ферворна: втома пояснюється недоліком кисню у м'язі.

Настання стомлення м'язів залежить від частоти їх скорочень. Занадто часті скорочення викликають швидку втому

М'язова втомає результатом як зміни функцій нервової і м'язової систем, а й зміни регуляції нервової системою всіх вегетативних функцій.
Втома при динамічній роботі настає внаслідок зміни обміну речовин, діяльності залоз внутрішньої секреції та інших органів прокуратури та особливо серцево-судинної та дихальної систем. Зниження працездатності серцево-судинної та дихальної систем порушує кровопостачання працюючих м'язів, а отже, доставку кисню та поживних речовин та видалення залишкових продуктів обміну речовин.