Интрафузальные и экстрафузальные мышечные волокна

Содержание
  1. Саркомер
  2. Классификация скелетных мышечных волокон и мышц Критерии классификации скелетных мышечных волокон и мышц
  3. Экстра- и интрафузальные мышечные волокна
  4. Фазные и тонические мышечные волокна
  5. Быстрые и медленные мышечные волокна
  6. Оксидативные и гликолитические мышечные волокна
  7. Экстрафузуальные и интрафузальные мышечные волокна: основные свойства, отличия, механизм действия
  8. Особенности мышечной системы
  9. Типы мышечных волокон
  10. В зависимости от скорости сокращения
  11. В зависимости от возбудимости
  12. В зависимости от окислительного потенциала
  13. Нервно-мышечное веретено
  14. Типы мышечных волокон
  15. :
  16. Устройство мышечного волокна
  17. Типы волокон
  18. Включение разных типов волокон в зависимости от нагрузки
  19. Гликолитические, промежуточные и окислительные волокна
  20. Частная физиология центральной нервной системы
  21. Спинной мозг (medulla spinalis)
  22. Функции спинного мозга:
  23. Ствол мозга
  24. Продолговатый мозг
  25. Варолиев мост
  26. Средний мозг

Саркомер

Интрафузальные и экстрафузальные мышечные волокна

При рассматривании мышечноговолокна в расслабленном состоянии можноувидеть чередование тёмных и светлыхпоперечных полосок (рис. 210201621).

Рис. 210201621. Микрофотографияучастка мышечного волокна. МФ –миофибрилла, А – анизотропный диск(А-диск), I– изотропныйдиск (I-диск),H–H‑полоска,S–S‑зона,Z-Z-мембрана,M–M‑мембрана.

Тёмная полоска носит названиеА-диска,светлая –I‑диска.А-диск в центре более светлыйи эта область называетсяН-полоской. Края А-диска более тёмные называютсяS-зоной.

Выяснилось, что I-дискв основном состоит из актиновых нитей,H‑полоска – из миозиновых,S‑зона из актиновых имиозиновых. На основании этих данныхпредложена схема взаимного расположенияактиновых и миозиновых нитей(рис. 210211130).

Рис. 210211130. Схема саркомера.

Актиновые нити крепятся наZ‑мембране, миозиновые– на М‑мембране.

Участок между миофибриллымежду Z‑мембранаминазываетсясаркомером(рис. 210211130).

Саркомер принято считатьструктурно-функциональной единицей(СФЕ) миофибриллы скелетных и сердечныхмиоцитов.

Для иллюстраций мышечногосокращения удобно пользоваться упрощённойсхемой саркомера (рис. 709240110).

Классификация скелетных мышечных волокон и мышц Критерии классификации скелетных мышечных волокон и мышц

Напрактике важны следующие классифицирующиекрите­риитипов мышечныхволокон:

  1. по расположению и основной функции экстрафузальныеиинтрафузальные

  2. характеру сокращения – фазные итонические

  3. скорости сокращения – медленныеибыстрые

  4. механизму ресинтеза АТФ – окислительные (красные)игликолитические (белые)

Экстра- и интрафузальные мышечные волокна

Интрафузальныемышечныеволокна вместеcчувствительными нервными окончаниямиформируютмышечныеверетёна.Мышечные веретёна – это рецепторный аппарат формирующийи передающий в ЦНС информацию о состояниискелетной мышцы.

Подробнеемы будем знакомиться с этим типоммышечных волокон при изучении сенсорныхсистем.

Рис. 709232249. Экстрафузальные(1) и интрафузальные (2) мышечные волокна.Мышечное веретено (3).

Экстрафузальныемышечныеволокна (рис. 709232249) образуют основнуюмассу мышцы и выполняют всю работу,необходимую для движения и поддержанияпозы.

Фазные и тонические мышечные волокна

Экстрафузальныемышечные волокна подразделяют на

  1. фаз­ные, осуществляющие энергичные и быстрые сокращения.

  2. тонические, специализирующиеся на поддержании статического напряжения, или тонуса.

Произвольнаямускулатура человека практическиполностью состоит из фазных мышечныхволокон, генерирую­щих потенциалыдействия.

Тоническиемышечные волокна встречаются лишь внаружных ушных и наружных глазныхмышцах. Тонические мышечные волокнаимеют более низкий по­тенциал покоя(от -50 до -70 мВ). Но лишь повторные нервныестимулы вызывают сокращение тоничес­кихволокон. Тонические мышечные волокнаимеют полинейронную иннервацию.

Быстрые и медленные мышечные волокна

Скоростьсокращения мышечного волокна определяетсятипом миозина. Различают миозин с высокойАТФазной активностью (быстрый)инизкой (медленный).

Скелетныемышечные волокна Iтипа имеют медленный миозин, IIтипа – быстрый

Оксидативные и гликолитические мышечные волокна

Единственнымнепосредственным источником энергиидля мышечного сокращения является АТФ.Мышечные волокна используют два основныхпути образования АТФ – окисли­тельныйи гликолитический. 

Оксидативныемышечные волокна имеют высокой уровеньактивности окислительных ферментов(например,сукцинатдегидрогеназы – СДГ)(рис. 709261321 B)и относительно низкий уровень активностигликолитических ферментов.

Гликолитическиемышечные волокна имеют высокой уровеньактивности гликолитических ферментов(например,фосфофруктокиназы – ФФК) и относительнонизкий уровень активности окислительныхферментов (рис. 709261321 B).

Оксидативныемышечные волокна небольшого диаметра,ок­ружены большим количествомкапилляров (рис. 709261522), содержат многомитохондрий (рис. 709251102).

Гликолитическиемышечные волокна большего диаметра,ок­ружены небольшим количествомкапилляров (рис. 709261522), содержатнемного митохондрий (рис. 709251102).

Оксидативныемышечные волокна содержат многомиоглобина и мало гликогена, поэтомуимеют красный цвет и имеют второеназвание – красные.

Гликолитическиемышечные волокна содержат много гликогенаи мало миоглобина, поэтому они бледныи имеют второе название – белые.

Источник: https://studfile.net/preview/3004161/page:14/

Экстрафузуальные и интрафузальные мышечные волокна: основные свойства, отличия, механизм действия

Интрафузальные и экстрафузальные мышечные волокна

Мышечная система человеческого организма является очень сложной. Ее основным структурным компонентом являются различные типы мышечных волокон. Существуют разные классификации, подразделяющие мышечные волокна на виды, в зависимости от их функций и строения.

Особенности мышечной системы

Мышцы выполняют множество важных функций в человеческом организме, являясь важным компонентом опорно-двигательного аппарата. Основная их функция заключается в приведении в движение разных отделов тела. Движение является возможным за счет того, что мышцы крепятся посредством сухожилий к своеобразному каркасу, в качестве которого выступает скелет.

Основные функции мышечной системы:

Мышечная система

  • поддержание телесного равновесия
  • выполнение различных телодвижений
  • транспортировка крови по сосудам (за счет сердечной мышцы)
  • обеспечение дыхательных движений
  • защита внутренних органов
  • выработка тепловой энергии

В целом, функции мышц с уверенностью могут называться жизненно-важными, так как они обеспечивают не только подвижность организма, но и основные процессы, необходимые для поддержания его жизнеспособности.

За выполнение данных функций отвечают такие типы мышц:

  1. Скелетные. Также называются произвольными. За счет крепления к костям обеспечивают движение конечностей и других отделов человеческого тела. Также отвечают за сохранение равновесия при выполнении различных телодвижений. Данные мышцы участвуют в различных рефлекторных процессах, основными из которых являются дыхание и глотание.

    Типы мышц

  2. Гладкие. Это мышечные ткани, которые расположены в стенках кровеносных сосудов и внутренних органов. Основная функция заключается в транспортировке крови, питательных веществ, а также содержимого органов пищеварительной системы. Также данная группа мышц отвечает за изменение размера зрачка. Регуляция данных мышц осуществляется вегетативной нервной системой, а потому действия, которые ими выполняются, имеют постоянный характер.
  3. Сердечная. Данная мышца определена в отдельный тип из-за особенностей своей структуры. Также отличием от всех других мышц является то, что сердце без остановки сокращается на протяжении всей жизни без отдыха. Сердечные сокращения происходят самопроизвольно под действием импульсов, посылаемых вегетативной нервной системой.

Как избавиться от головокружения при шейном остеохондрозе, советы

Таким образом, мышечная система состоит из трех типов мышц, отвечающих за определенные функции в организме.

Типы мышечных волокон

Существуют разные классификации мышечных волокон, в зависимости от их свойств и функций. Определение особенностей строения и других аспектов позволяет подробно узнать механизм работы мышечной системы.

В зависимости от скорости сокращения

Виды мышечных волокон в зависимости от скорости сокращения:

Структура мышц

  1. Быстрые. В составе волокон содержится фермент миозин, который определяет скорость сокращения мышцы. В случае если данное вещество имеет высокую активность АТФ-азы, сократительная активность происходит значительно быстрее. Степень активности является наследственным фактором, и не определяется характером физических нагрузок на мышцы или другим аспектами.
  2. Медленные. Задействование таких волокон происходит только при выполнении статической работы в течение нескольких минут. Из-за низкой активности АТФ-азы скорость сокращения снижается. В качестве питательного вещества для выработки энергии медленные волокна потребляют жировые соединения, окисляемые молекулами кислорода.

Следует отметить, что в состав любой мышечной группы входят оба типа волокон. Однако для каждой мышцы определенная разновидность является преобладающей.

Исключением являются мускулы, расположенные в позвоночнике, а также в мышцах ног. Из-за постоянной нагрузки они содержат одинаковое количество медленных и быстрых волокон.

В зависимости от возбудимости

Виды мышечных волокон в зависимости от возбудимости:

Высокопороговые мышцы

  • Высокопороговые. Сокращение мышечных тканей происходит посредством электрического нервного импульса. Каждая группа волокон называется двигательной единицей, которая имеет определенный порок возбудимости. Высокопороговыми называются те волокна, которые начинают сократительную деятельность только при высоком уровне нервной возбудимости. Если же частота импульса ниже порога мышечной единицы, она не вовлекается в работу.
  • Низкопороговые. В отличие от описанных выше волокон, они вовлекаются в работу даже при воздействии низкочастотных нервных импульсов, посылаемых головным мозгом. Из-за этого мышцы, в которых преобладают такие волокна, устают намного быстрее, а также значительно быстрее истощаются в случае бездействия.

Что делать, если сломаны ребра – оказание первой помощи

В зависимости от окислительного потенциала

Помимо этого волокна классифицируются в зависимости от окислительного потенциала. Процесс окисления является необходимым для выработки энергии, приводящей мышцы в движение.

Выделяют такие виды:

Митохондрий в мышцах

  • Окислительные. Характеризуются высоким содержанием митохондрий – компонентов, отвечающих за синтез АТФ. Содержатся в мышцах, которые в наибольшей степени подвергаются нагрузкам.
  • Промежуточные. Отличаются низкой концентрацией митохондрий. Из-за повышенной утомляемости мышцы значительно быстрее истощаются и начинается выработка молочной кислоты.
  • Гликолитические. Такие группы волокон питаются за счет анаэробного гликолиза, так как количество митохондрий, способных перерабатывать питательные вещества в энергию, крайне низкое. Гликолитические волокна очень быстро истощаются и требуют длительного восстановления.

В целом, в медицине используются разные классификации мышечных волокон, отличительными свойствами которых является порог возбудимости и скорость сокращения и окислительной способности.

Нервно-мышечное веретено

Функционирование скелетных мышц осуществляется посредством сложного нервного рецептора, контролирующего скорость и степень мышечных сокращений.

Основной составляющей частью нервно-мышечного веретена являются интрафузальные мышечные волокна. Они являются своеобразными рецепторами, которые посредством высокочувствительных нервных окончаний передают в мозг информацию о степени растяжения мышцы. Рецепторная активность связана с тем, что волокно обвито нервными окончаниями.

Интрафузальные волокна крайне слабы, а потому не участвуют в сократительной активности. В случае если растяжение мышцы очень сильное, и может привести к ее повреждению, нервные волокна веретена воздействуют на экстрафузальные волокна, препятствуя таким образом растяжению и возможной травме.

Существуют следующие виды интрафузальных волокон:

  1. Сумчато-ядерные. Характеризуются наличием компактно расположенных ядер. Существуют сумчато-ядерные волокна как с низким, так и с высоким показателем быстродействия. Скорость реакции на растяжение экстрафузальной мышцы зависит от ее размеров, а также количества гликогена, степени активности АТФ-азы и других особенностей.
  2. Цепочно-ядерные. Для таких волокон характерным является цепочное расположение ядер. Такая разновидность значительно тоньше и меньше чем сумчато-ядерные. Являются мышечными волокнами с низким показателем быстродействия.

Как лечить вывих ноги в домашних условиях: основные рекомендации

В целом, нервно-мышечное веретено, является сложным механизмом, состоящим из интрафузальных мышечных волокон, нервных окончаний и питающих кровеносных сосудов, и выполняет функцию рецептора основной мышцы.

Мышечная система имеет очень сложную структуру, которая объединяет множество компонентов, выполняющих определенные функции. Основными из них являются разные типы мышечных волокон, участвующих в наиболее важных органических процессах.

Выделите ее и нажмите Ctrl+Enter, чтобы сообщить нам.

Май 18, 2017Виолетта Лекарь

Источник: https://VseLekari.com/bolezni/musculoskeletal/intrafuzalnye-myshechnye-volokna.html

Типы мышечных волокон

Интрафузальные и экстрафузальные мышечные волокна

Сегодня мы расскажем, какие бывают типы мышечных волокон, рассмотрим строение скелетных мышц, а также разберемся, при какой нагрузке включаются конкретные виды мышечных волокон.

:

2020-04-02

Александр Рева

Мышца содержит различные типы мышечных волокон, которые отличаются по своим функциям.

Мышечные волокна разделяют на два типа:

  • Красные (медленные волокна, или волокна типа I). Красные мышечные волокна густо усеяны капиллярами. Для ресинтеза АТФ используется преимущественно кислородный механизм. Поэтому красные волокна обладают высокой аэробной и ограниченной анаэробной способностью. Красные волокна работают относительно медленно, но не так быстро устают. Они способны поддерживать работу длительное время. Это важно для выносливости.
  • Белые (быстрые волокна, или волокна типа II). В белых мышечных волокнах содержание капилляров умеренное. Ресинтез АТФ идет преимущественно анаэробно за счет фасфатного и лактатного механизма. Поэтому белые волокна обладают высокой анаэробной способностью и относительно низкой аэробной. Они быстро работают и быстро устают. Белые волокна могут производить энергичные взрывные упражнения в течение короткого периода времени. Это важно в скоростно-силовых видах спорта — спринтерский бег, метание, прыжки, борьба, тяжелая атлетика. Белые волокна делятся на тип IIа и IIb. Волокна IIb чисто анаэробные. Волокна IIа обладают высокой анаэробной и аэробной способностью ресинтеза АТФ. Волокна IIа поддерживают волокна типа I во время длительной работы на выносливость.

Каждый тип мышечных волокон тренируется определенным образом. Чем больше быстросокращающихся волокон в мышцах спортсмена, тем выше его спринтерские возможности. Соотношение медленносокращающихся и быстросокращающихся волокон может сильно различаться между людьми, но соотношение мышечных волокон у отдельного человека неизменно. Изначально мы рождаемся либо спринтерами, либо стайерами.

Не существует разницы в соотношении быстросокращающихся и медленносокращающихся волокон у мужчин и женщин. Реакция на тренировку мышечных волокон у женщин и мужчин одинакова.

Под действием тренировок белые волокна могут превратиться в красные. Спринтер может превратиться в хорошего стайера, хотя вместе с повышением выносливости у него снизятся спринтерские качества.

Спортсмен на выносливость не сможет изменить состав своих мышц, выполняя нагрузки скоростно-силового характера. С возрастом спринтерские способности спортсмена снижаются быстрее, чем способности к выполнению длительной работы.

Способности к выполнению длительной работы могут поддерживаться вплоть до преклонного возраста.

Устройство мышечного волокна

Мышечное волокно является структурной единицей мышечной ткани, которое состоит из:

  • миофибрилл (сократительных элементов);
  • митохондрий (энергопродукция);
  • ядер (регуляция);
  • сарколемы (соединительно-тканной оболочки);
  • саркоплазматический или эндоплазматический ретикулум (депо кальция, необходимого для возбуждения миофибриллы);
  • капилляры (поставка питательных веществ и кислорода).

Типы волокон

У людей все волокна скелетных мышц имеют разные механические и метаболические свойства. Различные типы мышечных волокон определяют по максимальной скорости их сокращения (быстрой и медленной) и главного метаболического пути, который они используют для образования АТФ (окислительный и гликолитический). Мышечные волокна в целом делятся на:

  • I тип: медленные окислительные (МО) – медленные, тонкие, слабые, неутомляемые мышечные волокна. Низкий порог активации мотонейрона. Волокна I типа хорошо кровоснабжаются и имеют большее количество миоглобина, что придает им характерный красный цвет (красные волокна). Они также отличаются наличием многочисленных крупных митохондрий, содержащих ферменты окислительного фосфорилирования. Хотя в медленных волокнах больше миозина, чем в быстрых мышечных волокнах, они содержат меньше фермента АТФазы и медленнее сокращаются. Иннервация обеспечивается малыми альфа-мотонейронами спинного мозга. Благодаря низкой скорости сокращения они больше приспособлены к длительным нагрузкам, что, например, очень важно для поддержания позы.
  • II тип: быстрые гликолитические волокна – толще, чем мышечные волокна I типа, отличаются быстрыми сокращениями, развивают большую силу и быстрее утомляются. Эти волокна хуже кровоснабжаются и имеют меньше митохондрий, липидов и миоглобина. В литературе они описываются как белые волокна. В отличие от медленных волокон, быстрые волокна содержат в основном ферменты анаэробного окисления и больше миофибрилл. Эти миофибриллы отличаются меньшим содержанием миозина, который, однако, сокращается быстрее и лучше метаболизирует аденозинтрифосфат (АТФ). Кроме того, в этих волокнах лучше выражен саркоплазматический ретикулум. Благодаря высокой скорости сокращения и быстрой утомляемости эти волокна способны на кратковременную работу. Иннервация осуществляется большими альфа-мотонейронами спинного мозга. Эти волокна делятся на:
  • IIа тип: быстрые окислительно-гликолитические (БОГ) или просто быстрые окислительные – промежуточные волокна, средней толщины. Более выносливы, чем волокна IIb типа, но утомляются быстрее, чем волокна I типа. Способны к выраженному сокращению, при этом развивают среднюю силу. Источниками энергии являются как окислительные, так анаэробные механизмы (быстрые окислительные волокна).
  • IIb тип: быстрые гликолитические волокна (БР) – крупные, быстрые, сильные, быстроутомляемые мышечные волокна, с высоким порогом активации мотонейрона. Активируются при кратковременных нагрузках и развивают большую силу. Получают энергию через процессы анаэробного окисления, источником энергии является гликоген. В этих волокнах обнаруживают большое количество гликогена и мало митохондрий.

Поскольку скорость сокращения самых быстрых мышечных волокон несколько выше, чем скорость сокращений волокон IIb типа, самые быстрые волокна называются в литературе волокнами IIх типа.

Иногда выделяют волокна IIс типа — эти волокна не похожи на волокна ни I, ни II типа. Они проявляют как окислительную, так и гликолитическую активность и представлены лишь в небольшом количестве (около 1%). В зависимости от типа тренировок они могут переходить в волокна I или II типа.

Мышечные волокна возбуждаемые одним мотонейроном входят в состав одной двигательной единицы (ДЕ). Ске­летные мышцы человека состоят из ДЕ всех трех типов. Одни из них включают преимущественно медленные ДЕ, другие — быстрые, третьи — и те, и другие.

Критерий разделенияI типаIIa типаIIb типаСкорость сокращения (определяется по миозиновой АТФ-азе)Медленные (частота нервных импульсов до 25 Гц)Средняя (25-50 Гц)Быстрые (частота нервных импульсов 50-100 Гц)Обмен веществ (определяется по ферментам аэробных процессов, по ферментам митохондрий: сукцинатдегидрогеназе или СДГ)Окислительный (с кислородом)СмешанныйГликолитический (без кислорода)Цвет (зависит от количества миоглобина)Красные (много миоглобина и митохондрий)Светло-красный (красный)Белые (мало миоглобина и митохондрий)Порог активацииНизкийСреднийВысокийДиаметр50 мкм80 мкм100 мкмУтомление (при постоянной нагрузке)Снижение силы на 50% через несколько часовСнижение силы на 50% через 10 мин.Снижение силы на 50% через 1,5 мин.

На изображении показано строение скелетной мышцы (кликните для увеличения изображения)

Быстрые и медленные мышечные волокна

Классифицируются по активности фермента миозиновой АТФ-азы и, соответственно, по скорости сокращения мышц. Волокна, содержащие миозин с высокой активностью АТФ-азы, относят к быстрым волокнам, а те, что содержат миозин с более низкой активностью АТФ-азы, – к медленным.

Активность АТФ-азы наследуется и тренировки не влияют на соотношение быстрых и медленных волокон. Освобождение энергии, заключенной в АТФ, осуществляется благодаря АТФ-азе. Энергии одной молекулы АТФ достаточно для одного поворота (гребка) миозиновых мостиков.

Мостики расцепляются с актиновым филаментом, возвращаются в исходное положение, сцепляются с новым участком актина и делают гребок. Скорость одиночного гребка одинакова у всех мышц. Для очередного гребка требуется новая молекула АТФ.

В волокнах с высокой АТФ-азной активностью расщепление АТФ происходит быстрее, и за единицу времени происходит большее количество гребков мостиками, то есть мышца сокращается быстрее и, соответственно, сильнее.

Медленные окислительные волокна содержат множество митохондрий и обладают высокой способностью к окислительному фосфорилированию. Эти волокна могут содержать значительное количество липидов, но меньшее количество гликогена. Большая часть АТФ, произведенного такими волокнами, зависит от снабжения крови кислородом и топливных молекул.

Эти волокна окружают многочисленные капилляры. Они также содержат большое количество связывающего кислород миоглобина, который увеличивает поглощение кислорода тканями и способствует небольшому внутриклеточному накоплению кислорода.

Миоглобин придает темно-красный цвет, поэтому окислительные волокна часто называют красными мышечными волокнами.

В быстрых волокнах, также названных гликолитическими волокнами, напротив, содержится мало митохондрий, но они обладают высокой концентрацией гликолитических ферментов и большим запасом гликогена.

Из-за ограниченного использования кислорода их окружает относительно небольшое количество капилляров, и они содержат мало миоглобина.

Их называют белыми мышечными волокнами вследствие их более светлого цвета по сравнению с красными окислительными волокнами.

Включение разных типов волокон в зависимости от нагрузки

При легкой нагрузке (ходьба, прогулка на велосипеде, бег трусцой) энергия поставляется за счет аэробной системы — окисление жиров в мышечных волокнах типа I. Запасы жира неисчерпаемы.

При нагрузке средней мощности (бег, езда на велосипеде) в мышечных волокнах типа I помимо окисления жиров растет доля окисления углеводов, хотя энергообеспечение все еще протекает аэробным путем. Хорошо подготовленные спортсмены могут поддерживать максимальную аэробную нагрузку 1-2 часа. За это время происходит полное истощение запаса углеводов.

При повышении интенсивности работы (соревновательный бег на 10 км) включаются мышечные волокна типа IIа и окисление углеводов становится максимальным. Энергообеспечение идет за счет кислородного механизма, но и лактатная система вносит свой вклад.

Организм перерабатывает молочную кислоту с той скоростью, с какой ее производит. Если уровень интенсивности и доля участия лактатной системы в энергообеспечении продолжают расти, молочная кислота накапливается и быстро истощаются запасы углеводов.

Такая нагрузка может поддерживаться в течение ограниченного периода времени, в зависимости от тренированности спортсмена.

Во время спринтерской тренировки максимальной мощности или при выполнении интервалов с высокой интенсивностью включаются мышечные волокна типа IIb. Энергообеспечение идет полностью анаэробным путем. Источник энергии — исключительно углеводы. Показатели молочной кислоты сильно возрастают. Продолжительность нагрузки не может быть большой.

Интенсивность нагрузкиАктивные волокнаИсточники энергииЭнергетические системыНизкаяТип IЖирыКислороднаяСредняяТип I + IIаЖиры и углеводыКислородная и лактатнаяВысокаяТип I + Тип IIа + IIbУглеводыЛактатная и фосфатная

Гликолитические, промежуточные и окислительные волокна

Гликолитические волокна, как правило, намного больше в диаметре, чем окислительные волокна. Чем больше диаметр, тем больше максимальное растяжение, которого они могут достичь (то есть тем они сильнее).

Классифицируются по окислительному потенциалу мышцы, то есть по количеству митохондрий в мышечном волокне. Митохондрии – это клеточные органеллы, в которых глюкоза или жир расщепляется до углекислого газа и воды, ресинтезируя АТФ, необходимую для ресинтеза креатинфосфата.

Креатинфосфат используется для ресинтеза миофибриллярных молекул АТФ, которые используются для мышечного сокращения.

Вне митохондрий в мышцах также может происходить расщепление глюкозы до пирувата с ресинтезом АТФ, но при этом образуется молочная кислота, которая закисляет мышцу и вызывает ее утомление.

По этому признаку мышечные волокна подразделяются на три группы:

  • Окислительные мышечные волокна. В них масса митохондрий так велика, что существенной прибавки ее в ходе тренировочного процесса уже не происходит.
  • Промежуточные мышечные волокна. В них масса митохондрий значительно снижена, и в мышце в процессе работы накапливается молочная кислота, однако достаточно медленно, и утомляются они гораздо медленнее, чем гликолитические.
  • Гликолитические мышечные волокна имеют очень незначительное количество митохондрий. Поэтому в них преобладает анаэробный гликолиз с накоплением молочной кислоты, отчего они и получили свое название.

У не тренирующихся людей обычно быстрые волокна – гликолитические и промежуточные, а медленные – окислительные. Однако при правильных тренировках на увеличение выносливости быстрые мышечные волокна превращаются из гликолитических в промежуточные.

Также возможен переход промежуточных волокон в окислительные. При силовых тренировках промежуточные волокна могут переходить в гликолитические.

При этом соотношение медленных и быстрых волокон генетически предопределено практически не меняется вне зависимости от тренировок (переход не более 1-3%).

Источник: https://zen.yandex.ru/media/id/5e8a4c943c7302489cd3ba5b/tipy-myshechnyh-volokon-5e8cc730a88a202bafefcccd

Частная физиология центральной нервной системы

Интрафузальные и экстрафузальные мышечные волокна

При создании данной страницы использовалась лекция по соответствующей теме, составленная Кафедрой Нормальной физиологии БашГМУ

Навигация:

Спинной мозг (medulla spinalis)

Спинной мозг – тяж, длиной 40-50 см. Расположен в позвоночном канале. Покрыт мягкой, паутиной и твердой оболочками. Омывается спинномозговой жидкостью.

Сегментарность строения:

  • шейный (C I-VIII),
  • грудной (Th I-XII),
  • поясничный (L I-V),
  • крестцовый (S I-V)
  • и копчиковый (Co I-II).

Состоит из белого и серого вещества.

Рога серого вещества разделяют белое вещество.

Белое вещество представлены нервными волокнами — проводящими путями и клетками нейроглии. Серое вещество — > 10 млн. тел нейронов.

В передних рогах расположены альфа- и гамма-мотонейроны (3%). В боковых рогах — вегетативные (2%). В задних рогах – промежуточные (вставочные) нейроны (95%).

В спинной мозг входят задние корешки, состоящей из афферентных (центростремительных или чувствительных волокон). Тела их нейронов, находятся в спинномозговых узлах.

Передние корешки — включают в себя двигательные эфферентные (центробежные) волокна, иннервирующие скелетные мышцы, а также вегетативные эфферентные волокна (сосудистые, секреторные и к гладкой мускулатуре).

Передний и задний корешки соединяются и образуют 31 пару спинномозговых нервов.

на новости сайта в соцсетях!

Пожалуйста, примите участие в опросах по оценке качества сайта. Важен каждый голос!

Функции спинного мозга:

  • Рефлекторная,
  • Проводниковая,
  • Анализ сенсорной информации.

I. Рефлекторная функция

Спинной мозг участвует во всех сложных двигательных реакциях организма и иннервирует всю скелетную мускулатуру, кроме мышц головы (черепные нервы).

Мышечные волокна бывают:

  • Красные:
    • сокращаются медленно,
    • долго находятся в сокращенном состоянии;
  • Белые:
    • сокращаются быстро,
    • быстро устают.

Миотатический рефлекс (греч. myo – мышца, tatis — натяжение)

Играет важную роль в поддержании тонуса равновесия. Оннаправлен против гравитационных сил.

Рецепторы двигательных систем:

  • Мышечные веретена,
  • Сухожильные органы (рецепторы) Гольджи.

Мышечное веретено – это сложный рецепторный прибор, включающий несколько тонких интрафузальных волокон, находящихся внутри веретена.

Интрафузальные волокна:

  • с ядерной сумкой,
  • с ядерной цепочкой,
  • рецепторы растяжения,
  • аннуло-спиральный путь.

Каждый сегмент спинного мозга содержит мотонейроны:

  • Альфа-мотонейроны (крупные),
  • Гамма-мотонейроны (мелкие).

Аксоны альфа-мотонейронов в составе толстых двигательных волокон типа А-альфа образуют нервно – мышечные синапсы с экстрафузальными волокнами скелетной мышцы и формируют нейромоторные единицы.

Гамма-мотонейроны по тонким нервным волокнам А-гамма, осуществляют иннервацию мышечных элементов интрафузальных волокон.

Мышечные веретена:

  • Мышечные веретена возбуждаются только при растяжении мышцы, определяя ее длину.
  • Также веретена стабилизируют положение тела и участвуют в поддержании тонуса мышцы.

Нисходящие влияния вышележащих отделов головного мозга корригируют работу альфа и гамма мотонейронов, меняя тонус мышц.

II. Проводниковая функция

Восходящие импульсы: от периферических кожных, проприоцептивных и висцеральных рецепторов по афферентным путям в ЦНС (к вышележащим отделам).

По проводящим путям, пролегающим в задних и боковых столбахспинного мозга, в ствол, мозжечок и кору больших полушарий (КБП).

Афферентные пути:

  • Пути Голля и Бурдаха – проприоцептивная, тактильная чувствительность и стереогноз.
  • Спиноталамический тракт – болевая, температурная, тактильная чувствительность.
  • Спиномозжечковые тракты (передний Говерса и задний Флексинга) – глубокая чувствительность, мышечный тонус.

Нисходящие импульсы:

От вышележащих отделов ЦНС (двигательных зон коры, стволамозга) по проводящим путям передних и боковых столбов спинного мозга кмотонейронам передних рогов.

Эти импульсы оказывают возбуждающее или тормозное действиена вставочные и моторные нейроны спинного мозга.

Эфферентные пути:

  • Пирамидный путь (прямой и перекрещенный) – начинается в двигательной зоне коры.
  • Экстрапирамидные пути:
    • ретикуло-спинальный,
    • рубро-спинальный,
    • текто-спинальный,
    • вестибуло-спинальный,
    • оливо-спинальный.

Все эфферентные пути заканчиваются на мотонейронах передних рогов спинного мозга. Пирамидный тракт напрямую. Экстрапирамидные тракты через вставочные нейроны.

Вестибулоспинальный и ретикулоспинальный пути оказывают преимущественное влияние на мышцы проксимальных отделов конечностей.

Руброспинальный и кортикоспинальный пути влияют на мышцы дистальных отделов конечностей (кисти, предплечья).

Другая большая группа рефлексов – это двигательные кожно-мышечные рефлексы (сгибательный и др.).

Сгибательный рефлекс возникает при раздражении кожных рецепторов (тактильных, температурных, болевых).

Ствол мозга

Ствол мозга включает:

  • продолговатый мозг,
  • мост,
  • средний мозг.

Функции ствола мозга:

  • отвечает за примитивные формы поведения,
  • поддерживает жизненно-важные функции.

Продолговатый мозг

Продолговатый мозг (medulla oblongata) – 2,5 – 3 см, расположен между мостом и местом отхождения корешка C1 спинного мозга.

Центры продолговатого мозга

  • Жизненно-важные вегетативные центры: дыхания, сосудисто-двигательный центр, пищеварения.
  • Защитные рефлексы: чихания, кашля, рвоты, мигания, сосания, жевания, глотания.
  • Центры, управляющие мускулатурой конечностей и туловища (латеральный ретикулоспинальный тракт).

В продолговатом мозге находятся ядра IX, X, XI, XII пар черепных нервов, которые участвуют в иннервации головы и шеи.

X пара иннервирует внутренние органы грудной и брюшной полостей.

Варолиев мост

Мост (открыт ученым Варолио в 1560 году) располагается между средним и продолговатым мозгом.

Рефлекторная функция:

  1. В пределах моста расположены ядра V, VI, VII и VIII пары черепных нервов, иннервирующих голову.
  2. Собственные нейроны моста образуют его ретикулярную формацию.
  3. РФ моста влияет на кору мозга, вызывая ее активацию или торможение.

Среди этих нейронов локализуется группа ядер, образующих пневмотакстический центр, регулирующий смену вдоха и выдоха.

Вестибулярные ядра:

  • верхнее ядро Бехтерева,
  • нижнее вестибулярное ядро Роллера,
  • медиальное ядро Швальбе,
  • латеральное ядро Дейтерса.

Ядра совместно с мозжечком принимают участие в сохранении равновесия и тонуса скелетной мускулатуры.

От ядра Дейтерса идет латеральный вестибулоспинальный путь.

Возбуждающее действие на мотонейроны разгибателей и тормозящее – на мотонейроны сгибателей.

При раздражении вестибулярного аппарата мышечный тонусперераспределяется таким образом, чтобы сохранить равновесие.

Средний мозг

  • четверохолмие (крыша),
  • ножки мозга,
  • Сильвиев водопровод.

Рефлекторная функция

Ядра среднего мозга выполняют ряд важный рефлекторныхфункций.

Передние бугры четверохолмия – подкорковые зрительные центры.

  • Зрительный ориентировочный рефлекс (движение глаз и поворот головы к свету).
  • Вместе с вегетативным ядром Якубовича IIIпары (глазодвигательный нерв) участвуют в зрачковом рефлексе, аккомодации, конвергенции, фиксации взора и слежения за движущимися объектами.

Задние бугры четверохолмия – это первичные подкорковые слуховые центры.

  • Ориентировочный слуховой рефлекс (настораживание ушей у животных).
  • Поворот головы по направлению к новому звуку.

Ядра четверохолмия обеспечивают сторожевой рефлекс. Человек с нарушениями в этой области неспособен быстро реагировать на неожиданный раздражитель.

Черная субстанция:

  • содержит пигмент меланин,
  • часть экстрапирамидной двигательной системы,
  • регулирует акты глотания и жевания,
  • участвует в регуляции пластического тонуса мышц,
  • участвует в организации эмоционального поведения и тонкой моторики (мелкие движения пальцев рук),
  • синтезирует дофамин, который транспортируется к базальным ганглиям.

Красные ядра:

  • располагаются в верхней части каждой ножки мозга,
  • цвет обусловлен густой капиллярной сетью,
  • содержат железо,
  • связаны с корой головного мозга (нисходящие пути), подкорковыми ядрами и мозжечком.

Нарушение связи красного ядра с РФ продолговатого мозга ведет к децеребрационной ригидности у животных.

Децеребрационная ригидность (спастичность) или контрактильный тонус открыт Ч. Шеррингтоном. Возникает при перерезке ствола мозга между передними и задними буграми четверохолмия. Красные ядра остаются выше места перерезки.

У животного развивается резкое повышение тонуса мышц– разгибателей (конечности вытянуты, голова запрокинута, спина выгнута, хвост приподнят). Животное можно поставить на лапы, оно будет стоять на вытянутых ногах, если не нарушен центр тяжести.

У человека подобное состояние (опистотонус) возникает присдавлении среднего мозга при внутримозговых гематомах, опухолях, отеке мозга,травме.

Механизм ригидности:

Выключается активирующее влияние красных ядер и кортикоспинального пути на сгибатели, что увеличивает влияние вестибулярных ядер (ядро Дейтерса) на разгибатели.

Устраняется тормозное влияние красного ядра на ядро Дейтерса, которое растормаживается, еще более усиливая тонус разгибателей.

Таким образом, создаются все условия для значительного повышения тонуса мышц разгибателей и формирования мышечной спастичности.

Разделы с похожими страницами

Источник: https://medfsh.ru/teoriya/teoriya-po-normalnoy-fiziologii/lektsii-po-normalnoj-fiziologii/chastnaya-fiziologiya-tsentralnoj-nervnoj-sistemy

Ваш лекарь
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: