Физиологические свойства скелетных мышц. Виды мышечных сокращений. Перечислить факторы, определяющие длительность изотонического и изометрического одиночных сокращений.

Физиологические свойства скелетных мышц:
- возбудимость
- проводимость
- сократимость
Виды мышечных сокращений:
1. Одиночное сокращение мышцы - это сокращение, которое возникает при действии на мышцу одиночного электрического или нервного импульса. Продолжительность варьируется около 120 мм.
2. Тетаническое сокращение мышцы - это длительное и сильное сокращение, которое возникает при действии ритмических раздражений высокой частоты. В его основе лежит суммация одиночных сокращений.
Сила, с которой мышца при ее сокращении действует на предмет, называется мышечным напряжением, а сила действия предмета на мышцу - нагрузка. Для скелетной мышцы характерно два основных режима сокращения. Если мышца развивает напряжение, но не укорачивается, то сокращение называется изометрическим. Оно происходит, когда мышца удерживает нагрузку в постоянном положении. Если же мышца укорачивается, а напряжение постоянно, то сокращение называется изотоническим.
Длительность сокращения определяется тем, как долго цитоплазматическая концентрация ионов кальция остаётся повышенной, обеспечивая продолжение циклической активности поперечных мостиков. Время сокращения обусловлено активностью кальциевой-АТФазы саркоплазматического ретикулума, которая в быстрых волокнах выше, чем в медленных.

16.Зависимость между нагрузкой и скоростью укорочения. Зависимость напряжения мышечного волокна от частоты раздражения и его длины.

Скорость укорочения максимальна в отсутствие нагрузки и равна нулю, когда та соответствует силе максимального изометрического напряжения. Если нагрузка станет больше, чем максимальное изометрическое напряжение, произойдёт удлинение мышечного волокна со скоростью, возрастающей с увеличением нагрузки; при очень большой нагрузке волокно разорвётся.

Скорость укорочения определяется частотой повторения рабочих циклов каждого поперечного мостика и, в конечном итоге, частотой расщепления молекул АТФ, поскольку в каждом цикле поперечного мостика расщепляется одна такая молекула. Если нагрузка на поперечный мостик увеличивается, молекулы АТФ подвергаются гидролизу реже (по ряду причин) и, следовательно, снижается скорость укорочения.

Увеличение мышечного напряжения при последовательных потенциалах действия, возникающих до окончания фазы механической активности, называется суммацией. При слиянии одиночных сокращений во врем ритмического раздражения наблюдается тетанус (тетаническое сокращение). При низких частотах раздражения механический ответ может быть волнообразным, так как волокно частично расслабляется в промежутках между стимулами, - это зубчатый тетанус. Если частоту раздражения повысить, получается гладкий тетанус без осцилляций. (см. рисунок)

По мере повышения частоты потенциалов действия величина напряжения возрастает в результате суммации до тех пор, пока гладкий тетанус не достигнет максимума, после которого напряжение не будет увеличиваться при дальнейшем повышении частоты раздражения. Величина такого максимального тетанического напряжения в 3-5 раз больше, чем во время одиночного изометрического сокращения. Поскольку время сокращения отличается для разных мышечных волокон, частота раздражения, вызывающая максимальное тетаническое напряжение, для разных волокон не одинакова.

Напряжение мышечного волокна в конкретный момент времени зависит от следующих факторов: 1) число поперечных мостиков, прикреплённых к актину и находящихся на стадии 2 цикла поперечных мостиков в каждом саркомере; 2) сила, создаваемая каждым поперечным мостиком; 3) длительность активного состояния поперечных мостиков.

Длина, при которой волокно генерирует наибольшее активное изометрическое напряжение, называется оптимальной длиной, L ₀. При длине мышечного волокна, равной 60 % от L₀, волокно не генерирует напряжения в ответ на стимул. По мере растяжения волокна от этого исходного уровня активное изометрическое напряжение возрастает при каждом значении длины волны вплоть до максимума при L₀. В ходе дальнейшего удлинения волокна его напряжение падает. При длине, составляющей 175% и более от L₀ волокно не реагирует на раздражение. Пассивные изменения длины расслабленных волокон ограничены, потому что мышцы прикреплены к костям. Это изменение редко превышает 30%, а часто бывает гораздо меньше