Влияние нагрузки на механические характеристики сокращения.

Рис. 9..

Рис. 7

Последовательность развития активного состояния и силы тяги мышцы

 

 

Рис 8 Схема последовательности механических явлений в мышце при ее возбуждении

 

Режим тетанического сокращения возникает при условии , кода интервалы между соседними импульсами короче , чем длительность одиночного сокращении. Сила тяги , развиваемая мышечными волокнами при полном тетанусе, в 2-4 раза больше ,чем при одиночном сокращении Отношение максимальной силы тяги при одиночном сокращении к силе тяги полном тетанусе называется тетаническим индексом.. Быстрые двигательные единицы имеют более низкий тетанический индекс по сравнению с медленными . Кроме того , частота импулсации , при которой возникает режим тетануса выше для быстрых мышечных волокон , чем для медленных. Например, для глазных мышц частота импульсации составляет около 350 имп\сек ; для медленных волокон камбаловидной мышцы- около 30 имп/сек.

Режим тетанического сокращения , в отличие от режима одиночных сокращений, утомителен для мышц и не может поддерживаться долгое время. Особенно утомителен режим полного тетануса, который может поддерживаться считанные секунды или даже доли секунды.

 

 

5 Зависимость « сила-длина для активных (возбужденных ) мышц.

Если мышца растянута, то сила ее тяги равна сумме сил .которые проявляют контрактильные компоненты и ПарУК. (рис 9 )

 

Сила тяги Пар УК проявляется лишь при достаточно большой длине ,превышающей равновесную, и прогрессивно возрастает ( кривая 2). Длина , которую принимает мышца , освобожденная от нагрузки, называется равновесной. (отрезок «А»). Равновесная длина различных мышц различна, но несколько меньше естественной длины .в живом теле. При равновесной длине упругие силы в мышце отсутствуют

Сила , проявляемая конрактильными компонентами ( кривая 3) , также зависит от длины мышцы. Она максимальна при некоторой средней длине ,длине покоя. Установлено, что это происходит при наибольшем перекрытии активных участков актин- миозинового комплекса ( длина саркомера равна примерно 2,2 мкм. ) При увеличении или уменьшении этой длины величина перекрытия уменьшается.

В разных мышцах длина покоя может по- разному соотноситься с равновесной длиной .Этим объясняется разнообразие регистрируемых зависимостей между длиной и силой тяги активных мышц. Если мышца богата соединительно – тканными образованиями (А Б ) , зависимость « сила –длина « приближается к типу 1. Такова , например, зависимость для мышц нижних конечностей. Если соединительно- тканных образований мало (А Б ) эта зависимость приближается к типу 2.

 

Зависимость между длиной и силой тяги у разных мышц:

А — равновесная длина, Б — длина покоя

.. 1. Сила тяги мышцы 2 . Сила тяги ,прояляемая ПарУК 3. Сила тяги, развиваемая активными компонентами.

 

Рис. 10 Кривые «длина — напряже­ние», полученные в исследованиях у человека на трехглавой мышце плеча:

1- кривая, полученная при регистрации максимального произвольного (общего) напряжения мышцы при разной ее длине; 2 — кривая пассивного напряжения мыш­цы в состоянии ее расслабления; 3 — кри­вая «чистого» (активного) произвольного напряжения мышцы, полученная путем вычитания кривой 2 из кривой 7. Верти­кальная штриховая линия пересекает ось абсцисс при длине покоя данной мышцы. За ноль на оси абсцисс принята длина, при которой общее напряжение мышцы (кривая /) равно нулю. Заштрихованные области соответствуют разбросу данных у разных испытуемых и в разных опытах

 

 

Механические характеристики сокращения зависят от величины сопротивления. При увеличении нагрузки ( веса груза, сопротивления ) происходят три вида изменений.

1. Увеличивается латентный период (рис 11. ) , в решающей степени это связано с временем , которое необходимо , чтобы успеть растянуть Пос УК до уровня ,при котором изометрическая сила тяги превысит на концах мышцы величину сопротивления.

2. Величина изменения длины ( укорочения) уменьшается. Зависимость между величинами преодолеваемого сопротивления и конечной длиной мышцы характеризуется кривой « длина- сила тяги « ( см рис )

3. Скорость укорочения падает .Между силой тяги и скоростью изменения длины мышцы имеет место обратно- пропорциональная зависимость ,описываемой

уравнением Хилла.

Следовательно, один и тот же нервный импульс . пришедший к мышце . будет вызывать разный механический эффект. При одной и той же степени стимуляции мышцы ее сила тяги зависит степени деформации ( длины ) ,скорости сокращения и времени начала стимуляции.

 

 

 

Рис. 11.Изменение основных характеристик мы­шечного сокращения при увеличении внешнего сопротивления