Співвідношення між швидкістю скорочення і силоміць (навантаженням)
При ізотонічній тетанічній активації м'яза від навантаження залежить не лише величина укорочення, але і його швидкість; чим менше навантаження, тим більше укорочення водиницю часу. Ненавантажений м'яз коротшає з максимальною швидкістю, залежною від типа м'язових волокон.
Максимальна (без навантаження) швидкість укорочення саркомеру дорівнює максимальній швидкості ковзання актінових і міозінових ниток відносно один одного. Чим швидше поперечні містки розщеплюють АТФ і взаємодіють з актином, тим вище швидкість цього елементарного ковзання. У повільних волокнах (типа I), наприклад в позних м'язах, в міозину низька активність АТФазная, і по складу він відрізняється від міозину з високою активністю АТФазной в швидких волокнах (типів ПА і НВ), що забезпечують головним чином рухи. Недавно було показано, що швидкі волокна можуть перетворюватися на повільних. Буллер і Екклз перерізували аксони мотонейронів швидкого м'яза і повільною і рєїмплантіровалі їх, міняючи місцями. Через декілька тижнів, коли встановлювалася перехресна іннервація, швидкий м'яз став скорочуватися повільно, а повільна - швидко. Оскільки саркомери розташовуються в міофібріллах послідовно, їх укорочення підсумовуються, так що при одній і тій же швидкості укорочення саркомеру довгий м'яз скорочуватиметься швидше, ніж коротка. Наприклад, кравецький м'яз жаби скорочується із швидкістю всього лише 0,2 м/с (приблизно 10 довжин м'яза в 1 з), причому кожен саркомер завдовжки близько 2 мкм коротшає до 1,6 мкм за 20 мс. М'язи руки людини, які набагато довше, коротшають із швидкістю 8 м/с.
Швидкість скорочення гіперболічно знижується із збільшенням навантаження (співвідношення сила/ськорость по Хиллу) і досягає приблизно 1/5 максимально можливою (спостережуваною без навантаження), коли навантаження дорівнює половині максимальної сили, що розвивається в ізометричних умовах. Якщо навантаження збігається з цією силою, м'яз взагалі не коротшає, а при ще більшому навантаженні розтягується (на цьому заснована гальмівна дія м'язів при ходьбі під гору).
Оскільки сила, яку повинен розвивати м'яз при укороченні, дорівнює навантаженню, співвідношення, описане Хиллом предвважає відповідне співвідношення між цією силою і швидкістю укорочення. Швидко коротшаючи, м'яз розвиває меншу силу, чим при повільному укороченні або після попереднього розтягування. Цим пояснюється той загальновідомий факт, що швидкі "легкі" рухи можливі, лише якщо не потрібна велика їх сила, тобто коли м'язи не навантажені (вільно рухаються), і, навпаки, максимальна м'язова сила вимагає повільних рухів, наприклад при пересувань крупних предметів. Велику вагу можна підняти або зіштовхнути з місця (якщо це взагалі здійсненно) лише дуже повільно. Це сповна сумісно із здатністю людини довільно міняти швидкість м'язового скорочення. Наприклад, коли всі волокна м'яза беруть участь в підніманні вантажу, відносне навантаження на кожне активне волокно менше і, отже, швидкість їх скорочення більша, ніж у тому випадку, коли активна лише частина волокон. Таким чином, можна збільшити швидкість укорочення м'яза при одному і тому ж навантаженні за рахунок ввлеченія додаткових рухових одиниць.
Потужність м'яза дорівнює твору сили, що розвивається нею, на швидкість укорочення. Наприклад, максимальна потужність (200 Вт) м'яза нашої руки буде досягнута при швидкості со¬кращенія 2,5 м/с. Потужність вище при помірних навантаженнях і швидкостях скорочення, чим в екстремальних умовах. Цей принцип ми застосовуємо на практиці, підбираючи при їзді на велосипеді відповідну передачу або рухаючись зигзагами при підйомі в гору.
Електромеханічне сполучення
Передача команди до скорочення від возбужденний клітинної мембрани до міофібрил в глибині клітки (електромеханічне сполучення) включає декілька послідовних процесів, ключову роль в яких грають іони Са2+ .
Дивіться також
Функції сухожильних органів
Оскільки сухожильні органи-рецептори напруги м'яза, його збільшення при скороченні екстрафузальних волокон пріводіт за рахунок активації афферентов lb до гальмування гомонімних мотонейронів. І навпроти, ослабіння м'язового тонусу викликає їх розгальмування (зменшення... | Рефлекторні дуги вторичних афферентов м'язових веретен
Центральні зв'язки афферентов групи м'язових веретен істотно відрізняються від утворюваних волокнами 1а. Окрім моносинаптічеських збуджуючих зв'язків з гомонімнимі мотонейронами (їх наявність твердо доведена, проте поширеність і функціональне значення ще не... |
Реципрокноє гальмування агоїістов афферентамі
Волокна 1а утворюють не лише моносинаптічеськие збуджуючі зв'язки з гомонимнимі мотонейронами у складі дуг рефлексу розтягування, але і гальмівні зв'язки з мотонейронами-антагоністами. Гальмівна рефлекторна дуга включає центральний інтернєїрон, отже відноситься...
|