อะไรคือความแตกต่างระหว่างการหดตัวของกล้ามเนื้อประเภทต่างๆ ประเภทและโหมดของการหดตัวของกล้ามเนื้อ คุณรู้จักเส้นใยกล้ามเนื้อประเภทใด

การหดตัวของกล้ามเนื้อมีสามโหมด:

ไอโซโทนิก;

มีมิติเท่ากัน;

ผสม (auxometric)

โหมด isotonic ของการหดตัวของกล้ามเนื้อมีลักษณะเฉพาะโดยการเปลี่ยนแปลงที่โดดเด่นในความยาวของเส้นใยกล้ามเนื้อโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงความตึงเครียดอย่างมีนัยสำคัญ สังเกตโหมดการหดตัวของกล้ามเนื้อที่ระบุเช่นเมื่อยกของที่มีน้ำหนักเบาและน้ำหนักปานกลาง

โหมดภาพสามมิติของการหดตัวของกล้ามเนื้อมีลักษณะเฉพาะโดยการเปลี่ยนแปลงความตึงของกล้ามเนื้อที่โดดเด่นโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงความยาวอย่างมีนัยสำคัญ ตัวอย่างคือการเปลี่ยนแปลงสถานะของกล้ามเนื้อเมื่อบุคคลพยายามเคลื่อนย้ายวัตถุที่มีมวลมาก (เช่น เมื่อพยายามขยับกำแพงในห้อง)

การหดตัวของกล้ามเนื้อแบบผสม (auxometric) ซึ่งเป็นรูปแบบที่พบได้บ่อยที่สุด ประกอบด้วยส่วนประกอบของตัวเลือกแรกและตัวที่สองในอัตราส่วนที่แตกต่างกันขึ้นอยู่กับสภาพแวดล้อมจริง

ประเภทของการหดตัวของกล้ามเนื้อ

การหดตัวของกล้ามเนื้อมีสามประเภท:

การหดตัวของกล้ามเนื้อเดียว

การหดตัวของกล้ามเนื้อบาดทะยัก (บาดทะยัก);

การหดตัวของกล้ามเนื้อโทนิค

นอกจากนี้การหดตัวของกล้ามเนื้อบาดทะยักแบ่งออกเป็นบาดทะยักหยักและบาดทะยัก

การหดตัวของกล้ามเนื้อตัวเดียวเกิดขึ้นภายใต้การกระทำของธรณีประตูหรือสิ่งเร้าไฟฟ้าเหนือระดับบนกล้ามเนื้อ ช่วงเวลาระหว่างจังหวะจะเท่ากับหรือมากกว่าระยะเวลาของการหดตัวของกล้ามเนื้อตัวเดียว ในการหดตัวของกล้ามเนื้อเดี่ยว มีสามช่วงเวลาที่แตกต่างกัน: ระยะเวลาแฝง ระยะสั้นลง และระยะการผ่อนคลาย (ดูรูปที่ 3)

ข้าว. 3 การหดตัวของกล้ามเนื้อเดี่ยวและลักษณะของมัน

LP - ระยะเวลาแฝง FU - ระยะสั้นลง FR - ระยะผ่อนคลาย

การหดตัวของกล้ามเนื้อบาดทะยัก (บาดทะยัก) เกิดขึ้นภายใต้การกระทำของธรณีประตูหรือการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าเหนือระดับบนกล้ามเนื้อโครงร่าง ช่วงเวลาระหว่างจังหวะซึ่งน้อยกว่าระยะเวลาของการหดตัวของกล้ามเนื้อเดี่ยว ขึ้นอยู่กับระยะเวลาของช่วงเวลาระหว่างการกระตุ้นด้วยไฟฟ้า บาดทะยักแบบหยักหรือเรียบอาจเกิดขึ้นเมื่อสัมผัสกับมัน หากช่วงจังหวะของการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าน้อยกว่าระยะเวลาของการหดตัวของกล้ามเนื้อเดี่ยว แต่มากกว่าหรือเท่ากับผลรวมของระยะเวลาแฝงและระยะการทำให้สั้นลง บาดทะยักแบบหยักจะเกิดขึ้น เงื่อนไขที่ระบุสำเร็จโดยการเพิ่มความถี่ของการกระตุ้นด้วยไฟฟ้าแบบพัลซิ่งในบางช่วง

หากระยะเวลาของช่วงจังหวะของแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าน้อยกว่าผลรวมของช่วงเวลาแฝงและระยะที่สั้นลง จะเกิดบาดทะยักที่ราบรื่น ในกรณีนี้ แอมพลิจูดของบาดทะยักเรียบจะมากกว่าแอมพลิจูดของการหดตัวของกล้ามเนื้อเดี่ยวและการหดตัวของบาดทะยักแบบฟันปลา ด้วยการลดช่วงเวลาของแรงกระตุ้นทางไฟฟ้าและด้วยความถี่ที่เพิ่มขึ้น แอมพลิจูดของการหดตัวของบาดทะยักจะเพิ่มขึ้น (ดูรูปที่ 4)

ข้าว. 4 ขึ้นอยู่กับรูปร่างและแอมพลิจูดของการหดตัวของบาดทะยักตามความถี่ของสิ่งเร้า - จุดเริ่มต้นของการกระทำของสิ่งเร้า - จุดสิ้นสุดของการกระทำของสิ่งเร้า

อย่างไรก็ตาม ความสม่ำเสมอนี้ไม่แน่นอน: ที่ความถี่หนึ่ง แทนที่จะเป็นการเพิ่มขึ้นที่คาดหมายในแอมพลิจูดของบาดทะยักที่ราบรื่น จะสังเกตเห็นปรากฏการณ์ของการลดลง (ดูรูปที่ 5) ปรากฏการณ์นี้ถูกค้นพบครั้งแรกโดยนักวิทยาศาสตร์ชาวรัสเซีย N.E. Vvedensky และถูกเรียกว่ามองโลกในแง่ร้าย ตาม N.E. Vvedensky พื้นฐานของปรากฏการณ์เชิงลบคือกลไกการเบรก

ข้าว. 5. การพึ่งพาแอมพลิจูดของบาดทะยักที่ราบรื่นกับความถี่ของการกระตุ้น การกำหนดจะเหมือนกับในรูปที่ 5

กล้ามเนื้อโครงร่างภายใต้สภาวะการทดลองตอบสนองต่อสิ่งเร้าเพียงครั้งเดียวด้วยการหดตัวเพียงครั้งเดียว อย่างไรก็ตาม ในร่างกายทั้งหมด การหดตัวเพียงครั้งเดียวมีลักษณะเฉพาะของกล้ามเนื้อหัวใจ ซึ่งหดตัวเพื่อตอบสนองต่อแรงกระตุ้นเดี่ยวที่มาจากโหนดไซนัส

ขึ้นอยู่กับความถี่ของแรงกระตุ้น กล้ามเนื้อหดตัวด้วยวิธีต่างๆ:

เพื่อให้เข้าใจกลไกของบาดทะยัก จำเป็นต้องศึกษาการหดตัวของกล้ามเนื้อตัวเดียว ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่ขาดไม่ได้ของแต่ละคน

การศึกษาการหดตัวของกล้ามเนื้อชิ้นเดียวสามารถทำได้หากบันทึกในรูปแบบขยายโดยใช้ไคโมกราฟที่หมุนอย่างรวดเร็ว

ภายใต้สภาวะธรรมชาติ กล้ามเนื้อหดตัวภายใต้อิทธิพลของแรงกระตุ้นเป็นจังหวะที่ได้รับจากระบบประสาทส่วนกลาง แรงกระตุ้นตามมาด้วยความถี่ที่มากกว่าระยะเวลาของการหดตัวของกล้ามเนื้อเดียว กล่าวคือ กล้ามไม่มีเวลาพักผ่อนเลยเอาอันต่อไป ในกล้ามเนื้อปรากฏการณ์การรวมเกิดขึ้นซึ่งเป็นผลมาจากการที่กล้ามเนื้อสั้นลงเป็นเวลานานเรียกว่า บาดทะยัก. ในการทดลอง บาดทะยักสามารถเกิดขึ้นได้บนกล้ามเนื้อน่องของกบเมื่อสัมผัสกับสิ่งเร้าเป็นจังหวะ ที่ความถี่เมื่อสิ่งเร้าที่ตามมาแต่ละครั้งเข้าสู่ระยะการผ่อนคลายของกล้ามเนื้อ ปรากฎว่า บาดทะยัก dentate.

ที่ความถี่ของการกระตุ้น เมื่อแรงกระตุ้นที่ตามมาแต่ละครั้งเข้าสู่ระยะของการทำให้กล้ามเนื้อสั้นลง การหดตัวต่อเนื่องยาวนานจะเกิดขึ้นซึ่งเรียกว่า เรียบบาดทะยัก.

AB - ระยะเวลาแฝง - 0.01 วินาที

BC - ระยะเวลาสั้นลง - 0.04 วินาที

SD - ระยะเวลาการผ่อนคลาย - 0.05 วินาที

AD - ระยะเวลาการหดตัวของกล้ามเนื้อ - 0.1 วินาที

เมื่อกล้ามเนื้อตื่นเต้นและหดตัว ความตื่นตัวของกล้ามเนื้อจะเปลี่ยนไป

ทันทีที่การกระตุ้นเกณฑ์กระทำกับกล้ามเนื้อ การกระตุ้นเกิดขึ้นในกล้ามเนื้อและความตื่นเต้นง่ายหายไป นี่จะเป็นระยะทนไฟสัมบูรณ์ กล่าวคือ ไม่ตื่นตัวแน่นอน และหากในขณะนี้ไม่ตอบสนองต่อการระคายเคืองของกล้ามเนื้อเพิ่มเติม ระยะนี้ใช้เวลา 0.001 - 0.003 วินาที จากนั้นความตื่นตัวจะค่อยๆ กลับคืนมา และกล้ามเนื้อจะตอบสนองต่อการระคายเคืองที่รุนแรงขึ้นใหม่ด้วยการหดตัวเล็กน้อย เป็นเฟสที่ค่อนข้างทนไฟ โดยใช้เวลา 0.009 - 0.007 วินาที ทั้งสองขั้นตอนเหล่านี้เหมาะสมกับช่วงเวลาแฝง หลังจากช่วงที่ค่อนข้างทนไฟ ความตื่นเต้นง่ายในกล้ามเนื้อไม่เพียงแต่กลับคืนมาเท่านั้น แต่ยังสูงกว่าช่วงเริ่มต้นอย่างเห็นได้ชัดอีกด้วย - ระยะความสูงส่งคือ 0.018 วินาที จากนั้นความตื่นเต้นง่ายจะกลับสู่ค่าเดิม

มีโหมดต่อไปนี้ของการหดตัวของกล้ามเนื้อ:

Isotonic - การหดตัวที่เส้นใยกล้ามเนื้อสั้นลง แต่ความตึงเครียดไม่เปลี่ยนแปลง

มีมิติเท่ากัน - การหดตัวซึ่งความยาวของเส้นใยไม่ลดลง แต่ความตึงเครียดเพิ่มขึ้น

Auxotonic - การหดตัวซึ่งทั้งความยาวและความตึงของกล้ามเนื้อเปลี่ยนไป โหมดการหดตัวนี้เป็นเรื่องปกติสำหรับการทำงานของกล้ามเนื้อทั่วร่างกาย สองตัวแรกสามารถรับได้เฉพาะในการทดลองเท่านั้น

เซลล์กล้ามเนื้อแต่ละเซลล์ประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อเป็นหลัก (fibrils) ซึ่งเป็นองค์ประกอบที่หดตัวของเซลล์ ดังที่เห็นในแผนภาพเซลล์กล้ามเนื้อที่แนบมา เส้นใยของกล้ามเนื้อเป็นเส้นใยยาวที่ประกอบด้วยโปรตีนหลายชนิด ภายใต้กล้องจุลทรรศน์อิเล็กตรอน เส้นใยเหล่านี้ดูเหมือนจะประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อหนาและบางสลับกัน เป็นที่น่าสังเกตว่าเส้นใยกล้ามเนื้อเหล่านี้มีความแตกต่างกันอย่างมาก เส้นใยหนาประกอบด้วยโปรตีนไมโอซิน

จากโปรตีนแอคติน กระบวนการคล้ายขนที่เล็กที่สุดระหว่างเส้นใยของกล้ามเนื้อเหล่านี้ ซึ่งตามธรรมเนียมเรียกว่าสะพานข้าม ภายใต้อิทธิพลของแรงกระตุ้น ยึดติดแบบอะซิงโครนัสกับเส้นใยกล้ามเนื้อตรงข้าม หดตัว แยกออก ต่อใหม่ หดตัว แยกออก และอื่นๆ จนกระทั่งแอคตินและ เส้นใยไมโอซินถูกยืดออกทีละเส้นจนอยู่ในสภาวะหดตัวสูงสุด ดังนั้น ในชั่วพริบตา เส้นใยกล้ามเนื้อจะสั้นลงเหลือเพียงครึ่งเดียวเมื่ออยู่นิ่ง อันเป็นผลมาจากการกระทำของสะพานข้ามดังกล่าว ทำให้เส้นใยแอคตินและไมโอซินบิดตัว การกระทำของการหดตัวในความยาวเรียกว่าการหดตัวแบบศูนย์กลาง ตัวอย่างของการหดตัวดังกล่าวคือการหดตัวของลูกหนูเมื่อยกดัมเบลล์ขึ้นในรัศมีตรงกลางข้อต่อข้อศอก เพื่อที่จะค่อยๆ ลดดัมเบลลง เส้นใยกล้ามเนื้อบางส่วนจะ "ปลดออก" (ราวกับว่าเรากำลังปล่อยคันเร่งในรถของคุณ) และด้วยเหตุนี้ เส้นใยกล้ามเนื้อที่ "ไม่ได้เชื่อมต่อ" บางส่วนจึงยังคงอยู่ในสภาพหดตัว แรงโน้มถ่วง หลีกทางให้การต่อสู้ แล้วน้ำหนักก็ลดลง กลศาสตร์ของการดำเนินการนี้มีความสำคัญมากในการฝึกยกน้ำหนัก การหดตัวในเชิงลบนี้ ซึ่งเรียกว่าพิสดาร เป็นศูนย์กลางของการโต้เถียงและการโต้เถียงกันมานานแล้ว

เมื่อนำมาพิจารณาในเทคนิคการฝึก เนื่องจากจำนวนสะพานข้ามที่พยายามเกร็งกล้ามเนื้อไม่เพียงพอ พวกเขาจึง "ดึง" ผ่านสะพานของจุดต่อของเกลียว พยายามทำให้เกิดการหดตัวจากศูนย์กลาง อย่างไรก็ตาม พวกมันไม่สามารถต่อสู้ได้อย่างถูกต้อง แตกหัก และเสียหาย การกระทำเหล่านี้คล้ายกับการดึงขนแปรงของแปรงสีฟันอันหนึ่งผ่านอีกอันหนึ่ง เกิดการเสียดสีอย่างรุนแรง และเส้นใยของกล้ามเนื้อจะถูกทำลาย หลังจากนั้นเป็นเวลาหลายวันมีอาการปวดอย่างรุนแรงในกล้ามเนื้อ แม้ว่าการฝึกเชิงลบตามที่แสดงจากประสบการณ์จะช่วยเพิ่มความแข็งแกร่ง: ความรู้สึกเจ็บปวดที่มาพร้อมกันและความจำเป็นในการพักผ่อนด้วยเทคนิคนี้เป็นเวลานานเกือบจะลบล้างผลของการฝึกดังกล่าว เป็นเรื่องง่ายที่จะเห็นว่าปัจจัยสำคัญประการหนึ่งที่เกี่ยวข้องกับการพัฒนาความแข็งแรงคือการมีเส้นใยกล้ามเนื้อจำนวนหนึ่งหรือหลายเส้นในเส้นใย มันอาจจะดูธรรมดาไป

เช่นการเสริมความแข็งแกร่งให้กับทีมชักเย่อด้วยการเพิ่มสมาชิกใหม่สองสามคน อย่างไรก็ตาม มีปัจจัยที่สำคัญกว่าที่กำหนดความต้านการหดตัวของกล้ามเนื้อมากกว่าการนับเส้นใยกล้ามเนื้อหรือเซลล์กล้ามเนื้อ

ภายในเซลล์กล้ามเนื้อแต่ละเซลล์มีสารย่อยเซลล์จำนวนมากของเอนไซม์ (เอนไซม์) ซึ่งมีหน้าที่สะสมคือผลิตพลังงานสำหรับการหดตัวของกล้ามเนื้อ การทำงานของเอ็นไซม์อย่างมีประสิทธิภาพกลายเป็นปัจจัยสำคัญในการเพิ่มความแข็งแรง ปรากฎว่าการหดตัวของไฟฟ้าแรงสูง (เช่น ความต้านทานสูง) ทำให้เกิดประสิทธิภาพนี้ เนื่องจากจะทำให้จำนวนองค์ประกอบของเส้นใยภายในเส้นใยของกล้ามเนื้อแต่ละเส้นเพิ่มขึ้น

อย่างไรก็ตาม มีปัจจัยสำคัญอีกประการหนึ่งในการฝึกความแข็งแกร่ง การวิจัยแสดงให้เราเห็นว่าแรงกระตุ้นของเส้นประสาทมีบทบาทสำคัญในการทำให้กล้ามเนื้อใหญ่หดตัวสูงสุด กล้ามเนื้อทุกส่วนประกอบด้วยหน่วยมอเตอร์ หน่วยมอเตอร์อาจมีเส้นใยกล้ามเนื้อตั้งแต่หนึ่งถึงร้อยเส้นที่เกี่ยวข้อง ดังนั้น เซลล์ประสาทหนึ่งเซลล์ คือ แอกซอนยาว (เส้นใยประสาท)

กระบวนการและเส้นใยขนาดเล็กทั้งหมดซึ่งแต่ละอันมี "กิ่ง" ติดอยู่นั้นเป็นหน่วยมอเตอร์เดียว หน่วยมอเตอร์แต่ละตัวถูกกระตุ้นให้หดตัวตามเกณฑ์ความตื่นเต้นง่าย นั่นคือ หน่วยมอเตอร์ทั้งหมดที่มีเกณฑ์ความตื่นเต้นง่ายเท่ากับหรือต่ำกว่าสิบมิลลิโวลต์จะหดตัวภายใต้อิทธิพลของแรงกระตุ้นสิบมิลลิโวลต์ที่สร้างขึ้นโดยระบบประสาทส่วนกลาง (สมอง) หรือผ่านการสะท้อนกลับ (ซึ่งเกิดขึ้นที่ระดับไขสันหลังอัก ). เป็นการกระตุ้นการทำงานของสมองซึ่งเป็นพื้นที่ที่น่าสนใจเป็นพิเศษสำหรับนักกีฬา เนื่องจากการสร้างแรงกระตุ้นเส้นประสาทสูงสุดในทันทีสามารถ "ฝึก" ได้ในวงกว้าง ยิ่งแรงกระตุ้นของเส้นประสาทมากเท่าไร หน่วยมอเตอร์ที่หดตัวก็จะยิ่งมากขึ้นเท่านั้น แน่นอนว่าสิ่งนี้เกี่ยวข้องกับความแข็งแรงของการหดตัวของกล้ามเนื้อนักกีฬาคนใดคนหนึ่ง

ระดับของการเรียนรู้ความแข็งแกร่งจะกล่าวถึงในรายละเอียดเพิ่มเติมในส่วนต่อๆ ไปของหนังสือ สำหรับตอนนี้ พอเพียงที่จะพูดได้ว่า เราสามารถเรียนรู้ไม่เพียงแต่การกระตุ้นยูนิตมอเตอร์ให้ได้มากที่สุดเท่านั้น แต่ยังต้องผลักเกราะป้องกันที่ป้องกันสิ่งนี้กลับมาด้วย อุปสรรคนี้เกิดขึ้นจากการกระทำของ proprioceptors บางอย่างที่พบในกล้ามเนื้อและเส้นเอ็น proprioceptors เหล่านี้ทำหน้าที่เป็นกลไกป้องกันเพื่อให้แรงหดตัวปลอดภัยและปกป้องกล้ามเนื้อและเส้นเอ็นจากการบาดเจ็บ มีหลักฐานที่แน่ชัดว่ากลไกการป้องกันนี้เริ่มเร็วเกินไปและสามารถผลักกลับได้ด้วยเทคนิคการฝึกฝนที่หลากหลาย

ความแข็งแรงยังถูกกำหนดโดยอัตราส่วนระหว่างเส้นใยกล้ามเนื้อสีแดงและสีขาวที่เกี่ยวข้องกับการหดตัวที่กล่าวถึงข้างต้น เส้นใยกล้ามเนื้อสีขาวจะปรากฏเป็นสีขาวเมื่อตรวจด้วยกล้องจุลทรรศน์เนื่องจากขาดส่วนประกอบ 2 อย่าง ได้แก่ ไมโอโกลบินและเส้นเลือดฝอย Myoglobin เป็นเม็ดสีแดงในเซลล์ซึ่งมีหน้าที่ให้ออกซิเจนเพียงพอเพื่อให้ไมโตคอนเดรียสามารถทำงานได้อย่างมีประสิทธิภาพ ไมโตคอนเดรียเป็นออร์แกเนลล์ที่เล็กที่สุดที่กระจัดกระจายไปทั่วกล้ามเนื้อซึ่งทำหน้าที่ออกซิเดชันของเซลล์ แน่นอนว่าเส้นเลือดฝอยส่งเลือดที่อุดมด้วยออกซิเจนไปยังเซลล์และกำจัดของเสียจากการเผาผลาญที่เกิดขึ้นระหว่างการออกกำลังกาย เนื่องจากเส้นใยสีขาวมีเส้นเลือดฝอยเพียงไม่กี่เส้น เส้นใยจึงมีความทนทานค่อนข้างต่ำ ไม่ได้ออกแบบให้ดูดซับออกซิเจนได้อย่างมีประสิทธิภาพและเหนื่อยง่าย ดังนั้นเส้นใยกล้ามเนื้อสีขาวจึงมีชื่ออื่น - เส้นใยที่มีระดับการเกิดออกซิเดชันต่ำ อย่างไรก็ตาม เส้นใยกล้ามเนื้อสีขาวมีระดับเอนไซม์ที่สมดุลในการหดตัวมากกว่าเส้นใยสีแดง พวกเขายังมีการเชื่อมต่อทางประสาทที่น่าเชื่อถือและกว้างขวางยิ่งขึ้น ซึ่งช่วยให้พวกเขาสามารถ "กระตุก" ต่อวินาทีได้บ่อยขึ้น ในขณะที่เส้นใยกล้ามเนื้อสีขาวมีความสามารถในการหดตัวและคลายตัวอย่างต่อเนื่อง 100 ครั้งต่อวินาที เส้นใยสีแดงมักจะทำการกระตุกเหล่านี้น้อยกว่า 20 ครั้งต่อวินาทีที่การกระตุ้นสูงสุด ยิ่งกล้ามเนื้อกระตุกต่อวินาทีมากเท่าไหร่ การหดตัวก็จะยิ่งแข็งแกร่ง นอกจากนี้ยังมีการศึกษาที่ระบุว่าเส้นใยสีขาวมีความสามารถในการเพิ่มขนาดได้สูงกว่าเส้นใยสีแดง คุณสมบัตินี้เกี่ยวข้องกับการเพิ่มจำนวนของเส้นใยกล้ามเนื้อภายในเส้นใยกล้ามเนื้อ

ดังนั้นเราจึงได้กล่าวถึงประเด็นพื้นฐานเกี่ยวกับธรรมชาติของกำลัง ความแข็งแรงขึ้นอยู่กับ: 1) ตำแหน่งของเส้นใยกล้ามเนื้อ (นั่นคือ fusiform หรือขนนก); 2) จำนวนหน่วยมอเตอร์ที่ได้รับการกระตุ้นพร้อมกัน 3) การปรากฏตัวของความเข้มข้นที่เหมาะสมของเอนไซม์ในเซลล์; 4) ตำแหน่งสัมพัทธ์ของเกราะป้องกันซึ่งกำหนดโดยความไวของกล้ามเนื้อและเอ็นกล้ามเนื้อ 5) อัตราส่วนของเส้นใยกล้ามเนื้อสีขาวและสีแดง 6) การกระทำของก้านกล้ามเนื้อและกระดูก; และ 7) ประสานการทำงานของซินเนอร์จิสต์และสารเพิ่มความคงตัว

การครอบครองแขนที่มีพลังค่อนข้างยาวเมื่อเทียบกับแขนต้านทานที่เกี่ยวข้องกับการเคลื่อนไหวของคันโยกกล้ามเนื้อและกระดูกหมายถึงลักษณะทางพันธุกรรม ให้ความสนใจ ตัวอย่างเช่น กับภาพประกอบที่ให้ไว้ที่นี่ สามารถดู,

ว่ายิ่งลูกหนูจับจ้องอยู่ที่ปลายแขน แขนกำลังยิ่งยาว และแรงที่กระทำต่อแรงต้านที่ปลายคันโยกยิ่งมีกำลังมาก ตัวอย่างนี้สามารถขยายไปถึงการเคลื่อนไหวร่างกายแบบสะสมและการกระทำของคันโยกเดียวเช่นมือ ในหมอบ แท่นกด และเดดลิฟท์ ความยาวสัมพัทธ์ของคันโยกจะมีความสำคัญในการกำหนดปริมาณของน้ำหนักที่ยกขึ้น ดังนั้นจึงเป็นปัจจัยที่สำคัญมากในการเลือกเทคนิคการเคลื่อนไหวสามท่าที่เหมาะสม เพิ่มเติมเกี่ยวกับเรื่องนี้จะกล่าวถึงในบทต่อไป

การประสานงานของการกระทำของ synergists ขนาดเล็ก (กล้ามเนื้อ "เสริม") และความคงตัว (กล้ามเนื้อที่หดตัวแบบคงที่เพื่อรักษาแขนขาหรือส่วนของร่างกายให้อยู่ในตำแหน่งที่แข็งแรง) กับการกระทำของมอเตอร์หลัก (กล้ามเนื้อที่สำคัญที่สุดในการเคลื่อนไหวที่กำหนดของ ร่างกาย) ก็มีความสำคัญอย่างยิ่งเช่นกันเมื่อพิจารณาถึงปริมาณกำลังโดยรวมที่นักกีฬาสามารถออกแรงได้เมื่อสัมผัสกับวัตถุภายนอก เช่น บาร์เบลล์ การกำหนดกล้ามเนื้อ—ตัวเคลื่อนไหวหลัก, ซินเนอร์จิสต์, และความคงตัว—เป็นรากฐานของการเลือกการออกกำลังกายสำหรับนักกีฬาทุกคน การเลือกแบบฝึกหัดควรกำหนดโดยการวิเคราะห์เทคนิคของนักกีฬาอย่างรอบคอบ ระบุจุดอ่อนและใช้น้ำหนักในปริมาณที่ต้องการ

ตัวย่อ

จัดสรรรูปแบบการทำงานต่างๆ ของการหดตัวของกล้ามเนื้อ

• ที่ การหดตัวของไอโซโทนิกกล้ามเนื้อสั้นลง แต่ความตึงเครียดภายใน (tonus!) ยังคงไม่เปลี่ยนแปลงในทุกขั้นตอนของวงจรการทำงาน ตัวอย่างทั่วไปของการหดตัวของกล้ามเนื้อแบบไอโซโทนิกคือการทำงานของกล้ามเนื้อไดนามิกของกล้ามเนื้องอและกล้ามเนื้อยืดโดยไม่มีการเปลี่ยนแปลงที่สำคัญในความตึงของกล้ามเนื้อ เช่น การดึงขึ้น

• ที่ การหดตัวมีมิติเท่ากันความยาวของกล้ามเนื้อไม่เปลี่ยนแปลงและความแข็งแรงของกล้ามเนื้อก็เพิ่มขึ้นในความตึงเครียด ตัวอย่างทั่วไปของการหดตัวแบบมีมิติเท่ากันคือกิจกรรมของกล้ามเนื้อคงที่ของการยกน้ำหนัก (การถือบาร์เบล)

• ส่วนใหญ่มักพบการหดตัวของกล้ามเนื้อรวมกัน ตัวอย่างเช่น การหดตัวแบบผสมผสานซึ่งกล้ามเนื้อหดตัวครั้งแรกแบบมีมิติเท่ากันและจากนั้นจึงเรียกว่า isotonically เช่นเดียวกับในการยกน้ำหนัก เรียกว่า หดตัว.

• การติดตั้ง (สำเร็จรูป)เรียกว่าการหดตัวซึ่งตรงกันข้ามหลังจากการหดตัวแบบไอโซโทนิกเริ่มต้นการหดตัวแบบมีมิติเท่ากัน ตัวอย่างคือการหมุนของมือด้วยคันโยก - ขันสกรูให้แน่นด้วยประแจหรือไขควง

• รูปแบบต่างๆของการหดตัวของกล้ามเนื้อมีความโดดเด่นสำหรับคำอธิบายและการจัดระบบ อันที่จริงแล้วในการเคลื่อนไหวกีฬาแบบไดนามิกส่วนใหญ่ มีทั้งการทำให้กล้ามเนื้อสั้นลงและความตึงเครียดของกล้ามเนื้อ (น้ำเสียง) เพิ่มขึ้น - การหดตัวของ auxotonic.

คำศัพท์ที่ใช้ในที่นี้ไม่ใช่แบบฉบับของวรรณคดีรัสเซียเกี่ยวกับกิจกรรมของกล้ามเนื้อ ในวรรณคดีในประเทศ เป็นเรื่องปกติที่จะแยกแยะคำย่อประเภทต่อไปนี้

• การหดตัวแบบศูนย์กลาง- ทำให้กล้ามเนื้อสั้นลงและเคลื่อนตำแหน่งที่ยึดติดกับกระดูก ในขณะที่การเคลื่อนไหวของแขนขาซึ่งเกิดจากการหดตัวของกล้ามเนื้อนี้ มุ่งตรงต่อความต้านทานที่จะเอาชนะได้ เช่น แรงโน้มถ่วง
• การหดตัวผิดปกติ- เกิดขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อยืดออกขณะควบคุมความเร็วของการเคลื่อนไหวที่เกิดจากแรงอื่น หรือในสถานการณ์ที่แรงสูงสุดของกล้ามเนื้อไม่เพียงพอต่อการเอาชนะแรงต้าน ส่งผลให้การเคลื่อนที่เกิดขึ้นในทิศทางของแรงภายนอก
• การหดตัวมีมิติเท่ากัน- ความพยายามที่ต่อต้านแรงภายนอกซึ่งความยาวของกล้ามเนื้อไม่เปลี่ยนแปลงและไม่เคลื่อนไหวในข้อต่อ
• การหดตัวของไอโซคิเนติก- การหดตัวของกล้ามเนื้อด้วยความเร็วเท่ากัน
• การเคลื่อนไหวของขีปนาวุธ- การเคลื่อนไหวอย่างรวดเร็วรวมถึง: ก) การเคลื่อนไหวศูนย์กลางของกล้ามเนื้อตัวเอกที่จุดเริ่มต้นของการเคลื่อนไหว; b) การเคลื่อนที่เฉื่อยระหว่างกิจกรรมน้อยที่สุด c) การหดตัวผิดปกติเพื่อชะลอการเคลื่อนไหว

สรีรวิทยาของกล้ามเนื้อ การจำแนกกล้ามเนื้อตามเกณฑ์โครงสร้าง ชีวเคมี และหน้าที่

องค์ประกอบของเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อในร่างกายมนุษย์ประกอบด้วยลาย (โครงกระดูกและหัวใจ) และกล้ามเนื้อเรียบ กล้ามเนื้อประเภทแรกช่วยให้รักษาท่าทาง ตำแหน่งในอวกาศ และการเคลื่อนไหวของร่างกายและส่วนต่างๆ ของร่างกาย หน้าที่ของกล้ามเนื้อเรียบคือการรักษาความดันโลหิต เคลื่อนย้ายมวลอาหาร และขจัดผลิตภัณฑ์สุดท้ายของการเผาผลาญ กล้ามเนื้อหัวใจประกอบด้วยเซลล์กล้ามเนื้อโมโนนิวเคลียร์ที่มีลายขวางตามขวาง แต่มีคุณสมบัติต่างกันเมื่อเทียบกับกล้ามเนื้อโครงร่างลายริ้ว การควบคุมเสียงและการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบนั้นดำเนินการโดยระบบประสาทขี้สงสารและกระซิก การหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่างเกิดขึ้นจากการตอบสนองต่อแรงกระตุ้นของเส้นประสาทที่มาจากไขสันหลัง

ร่างกายมนุษย์มีกล้ามเนื้อมากกว่า 600 มัด ส่วนแบ่งของน้ำหนักตัวของมนุษย์อยู่ที่ประมาณ 30% (35-45% ในผู้ชายและ 28-32% ในผู้หญิง)

หลัก คุณสมบัติการทำงานของกล้ามเนื้อ:

1) ความตื่นเต้นง่าย;

2) การนำไฟฟ้า;

3) การหดตัว

การกระตุ้นและการหดตัวของกล้ามเนื้อเกิดขึ้นภายใต้อิทธิพลของแรงกระตุ้นเส้นประสาทที่มาจากศูนย์ประสาท ในกล้ามเนื้อ พลังงานเคมีที่เก็บอยู่ในรูปของ ATP จะถูกแปลงเป็นพลังงานกลและพลังงานความร้อนโดยตรง

กล้ามเนื้อประกอบด้วยหน้าท้อง (ส่วนที่หดตัวซึ่งสร้างจากเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อลาย) และเอ็นซึ่งยึดกล้ามเนื้อเข้ากับโครงกระดูก

กลุ่มกล้ามเนื้อโครงร่าง:

1. ตามรูปร่าง- แคบและกว้าง ในกล้ามเนื้อแคบ (fusiform) (เช่นบนแขนขา) เอ็นจะแคบและยาวในเส้นเอ็นกว้าง (รูปริบบิ้นเช่นบนผนังหน้าท้อง) เอ็นกว้างและเรียกว่า aponeurosis

2. ตามตำแหน่งของมัดกล้ามเนื้อ:

Cirrus - ในนั้นมัดของกล้ามเนื้อติดอยู่กับเอ็นหนึ่งหรือทั้งสองข้างเช่นเดียวกับขนนกและในทางกลับกันพวกมันแตกต่างกัน กล้ามเนื้อเหล่านี้สามารถหดตัวได้มาก แต่ในระยะใกล้ (กล้ามเนื้อแข็งแรง)

กล้ามเนื้อที่มีการจัดเรียงขนานกันของมัดกล้ามเนื้อยาว กล้ามเนื้อเหล่านี้ไม่แข็งแรงมาก แต่สามารถลดความยาวได้มากถึง 50% (กล้ามเนื้อความชำนาญ)

3. ตามหน้าที่ที่กระทำและผลต่อข้อต่อ: flexors และ extensors, adductors และ abductors, constrictors (sphincters) และ dilators

มีอยู่ สองชนิดการหดตัวของกล้ามเนื้อ - เดี่ยวและบาดทะยัก การหดตัวของกล้ามเนื้อเดียวเป็นการหดตัวประเภทเดียวของกล้ามเนื้อหัวใจ และในกล้ามเนื้อโครงร่าง มันมีสาเหตุจากเทียม และเกิดขึ้นเพื่อตอบสนองต่อสัญญาณไฟฟ้าเดียวและการเกิดขึ้นของศักยภาพในการดำเนินการ (AP) การหดตัวดังกล่าวยาวนาน » 100 ms มีรูปร่างเป็นคลื่น (ดูรูปที่) และประกอบด้วยสามขั้นตอน: 1 - ระยะเวลาแฝง (จาก 2-3 ถึง 10 ms) ซึ่งคงอยู่ตั้งแต่ช่วงเวลาที่ระคายเคืองจนถึงจุดเริ่มต้นของ การหดตัว 2 - ระยะย่อหรือการหดตัว (40-50 ms) และ 3 - ระยะการผ่อนคลาย (ประมาณ 50 ms) ภายใต้สภาวะธรรมชาติแรงกระตุ้นไม่ได้มาเพียงลำพัง แต่อยู่ในลำดับอย่างน้อย 15-50 แรงกระตุ้น / วินาทีซึ่งกล้ามเนื้อตอบสนองต่อลักษณะที่ปรากฏ การหดตัวของบาดทะยัก(บาดทะยัก). มันขึ้นอยู่กับปรากฏการณ์ของการรวมของการหดตัวเดี่ยวหลายครั้ง ขึ้นอยู่กับความถี่ของแรงกระตุ้น dentate และ smooth tetanus จะแตกต่างกัน

รูปที่ 5 - ประเภทของการหดตัวของกล้ามเนื้อ:

เอ - ระยะของการหดตัวครั้งเดียว B - การหดตัวแบบโดดเดี่ยวและบาดทะยัก

ขรุขระ บาดทะยัก(ไม่สมบูรณ์) เกิดขึ้นเมื่อแรงกระตุ้นที่ตามมาแต่ละครั้งเข้าสู่ระยะการผ่อนคลายกล้ามเนื้อ

หากความถี่ของการกระตุ้นสูงขึ้นและแรงกระตุ้นที่ตามมาแต่ละครั้งเข้าสู่ระยะของการทำให้กล้ามเนื้อสั้นลง ผลรวมทั้งหมดจะเกิดขึ้นและการหดตัวของบาดทะยักมีลักษณะต่อเนื่อง - บาดทะยักเรียบ(เต็ม).

การตอบสนองที่เพิ่มขึ้นภายใต้การกระทำของสิ่งเร้าที่ต่ำกว่าระดับสูงสุด (สูงสุด) เกิดขึ้นเนื่องจากการมีส่วนร่วมของเส้นใยใหม่ที่ไม่ได้ใช้ก่อนหน้านี้ในกระบวนการกระตุ้น ในกรณีของการระคายเคืองเพิ่มขึ้นอีก (ระดับสูงสุด) การตอบสนองจะไม่เพิ่มขึ้นอีกต่อไป และในทางกลับกันด้วยสิ่งเร้าที่รุนแรงมาก (เกณฑ์ 5-10 หรือมากกว่า) การตอบสนองเชิงลบสามารถทำได้

ในร่างกายทั้งหมด เซลล์ประสาทสั่งการจะส่งระเบิดของศักยภาพในการดำเนินการไปยังหน่วยของมอเตอร์ ซึ่งจะหดตัวตามการตอบสนอง กล้ามเนื้อโครงร่างอยู่ในสถานะคงที่เนื่องจากแรงกระตุ้นพื้นหลังคงที่จากโซนมอเตอร์ของระบบประสาทส่วนกลาง

งานกล้าม(A) คือผลคูณของน้ำหนักบรรทุก (F) และระยะทาง (h) A \u003d F * h หรือ A \u003d F * dl โดยที่ dl คือปริมาณของการทำให้กล้ามเนื้อสั้นลง

ความแข็งแรงของกล้ามเนื้อสัมพัทธ์กำหนดน้ำหนักสูงสุดที่กล้ามเนื้อสามารถยกได้ ค่านี้ขึ้นอยู่กับความหนาของกล้ามเนื้อมากกว่าความยาว

ความแข็งแรงของการหดตัวของกล้ามเนื้อถูกกำหนดโดยจำนวนของหน่วยมอเตอร์ที่เกี่ยวข้องในกระบวนการหดตัว พลังแอบโซลูท- นี่คืออัตราส่วนของความแข็งแรงสัมพัทธ์กับพื้นที่หน้าตัดของกล้ามเนื้อแสดงเป็นซม. 2 ตัวอย่างเช่น ความแข็งแรงสัมบูรณ์ของลูกหนูคือ 11.9 กก.∕ซม. 2 กล้ามเนื้อน่องคือ 5.9 กก.∕ซม. 2

เพื่อประเมินการทำงานของกล้ามเนื้อ พวกเขาพูดถึงน้ำเสียงและการหดตัวของเฟส

โทน- สถานะของความตึงเครียดอย่างต่อเนื่องอย่างต่อเนื่อง

phasicการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียกว่าการหดสั้นของกล้ามเนื้อตามด้วยการผ่อนคลาย

ปริมาณการหดตัว (ระดับการทำให้สั้นลง) ของกล้ามเนื้อขึ้นอยู่กับคุณสมบัติทางสัณฐานวิทยาและสถานะทางสรีรวิทยา ยิ่งความหนาของกล้ามเนื้อมากเท่าไรก็ยิ่งสามารถรับน้ำหนักได้มากขึ้นในระหว่างการหดตัว กล้ามเนื้อยาวหดตัวมากกว่ากล้ามเนื้อสั้น การยืดกล้ามเนื้อในระดับปานกลางจะช่วยเพิ่มผลการหดตัวด้วยการยืดตัวที่แข็งแรงการหดตัวของกล้ามเนื้อจะลดลง

กฎการโหลดเฉลี่ย : การทำงานของกล้ามเนื้อสูงสุดเกิดขึ้นเมื่อ ปานกลาง , และไม่ใช่ค่าโหลดสูงสุดตั้งแต่

ที่ภาระที่สูงขึ้นความเหนื่อยล้าจะพัฒนาอย่างรวดเร็ว

โหมดของการหดตัวของกล้ามเนื้อ:

1) ไอโซโทนิก- การหดตัวที่เส้นใยกล้ามเนื้อสั้นลง แต่ยังคงตึงเหมือนเดิม (เช่น เมื่อยกของขึ้น)

2) มีมิติเท่ากัน- การหดตัวที่ความยาวของเส้นใยกล้ามเนื้อไม่เปลี่ยนแปลง แต่ความตึงเครียดเพิ่มขึ้น (เช่นมีความต้านทานแรงกด)

3) auxotonic- การหดตัวซึ่งทั้งความตึงเครียดและความยาวของกล้ามเนื้อเปลี่ยนไป

ความแข็งแรงของการหดตัวของกล้ามเนื้อนั้นพิจารณาจากจำนวนของเส้นใยกล้ามเนื้อที่ใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการหดตัว ความถี่ของแรงกระตุ้นของเส้นประสาท และการมีอยู่ของการซิงโครไนซ์กิจกรรมของเส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้นในเวลา แม้แต่ในช่วงพัก กล้ามเนื้อโครงร่างก็แทบจะไม่ผ่อนคลายเลย พวกเขามักจะมีความตึงเครียด โทน. โทนสีของกล้ามเนื้อจะเพิ่มขึ้นหลังจากออกกำลังกายหนักๆ และในช่วงที่มีความเครียดทางจิตใจ

ด้วยการฝึกทางกายภาพปกติจำนวนเส้นใยกล้ามเนื้อจะไม่เปลี่ยนแปลง แต่เส้นผ่านศูนย์กลางจะเพิ่มขึ้นเนื่องจากจำนวน myofibrils ในเส้นใยเพิ่มขึ้น

การทำงานของกล้ามเนื้อเกี่ยวข้องกับค่าใช้จ่ายด้านพลังงานจำนวนมาก ดังนั้นจึงต้องการออกซิเจนที่เพิ่มขึ้น สิ่งนี้ทำได้โดยการกระตุ้นการทำงานของอวัยวะของระบบทางเดินหายใจและระบบหัวใจและหลอดเลือด การเสริมสร้างกระบวนการเมตาบอลิซึมระหว่างการทำงานของกล้ามเนื้อนำไปสู่ความจำเป็นในการขับถ่ายผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมที่เพิ่มขึ้น และด้วยเหตุนี้ กิจกรรมของไตและต่อมเหงื่อจึงเพิ่มขึ้น ดังนั้นการออกกำลังกายเพิ่มกิจกรรมของระบบสรีรวิทยามีผลกระตุ้นต่อระบบมอเตอร์นำไปสู่การพัฒนาทักษะยนต์การพัฒนาของการทำงานทางจิต ด้วยภาวะ hypodynamia ในเด็ก กระบวนการเมตาบอลิซึมต้องทนทุกข์ทรมานภูมิคุ้มกันความสามารถในการทำงานรวมถึงจิตใจลดลง

ความเหนื่อยล้าของกล้ามเนื้อขึ้นอยู่กับการจัดหาออกซิเจนและเลือดไปเลี้ยง ประสิทธิภาพของการใช้ O 2 โดยกล้ามเนื้อคือ 20-25% และด้วยการฝึกจะสามารถเข้าถึง 30%

ในแต่ละกล้ามเนื้อ มีมอเตอร์หรือหน่วยของมอเตอร์จำนวนมาก - เซลล์กล้ามเนื้อจำนวนหนึ่งถูกกระตุ้นโดยเซลล์ประสาทหนึ่งเซลล์ และเซลล์ไมโอไซต์แต่ละอันมีปลายประสาทของตัวเอง

ในบรรดาหน่วยมอเตอร์นั้น ได้แก่ อันที่เร็วซึ่งมีค่าเฉลี่ยประมาณ 50 อันและอันที่ช้า - จากเซลล์กล้ามเนื้อหลายร้อยถึงหลายพันเซลล์

ประเภทของเส้นใยประสาท:

1) ช้ากระสับกระส่าย(สีแดง, สถิต, ยาชูกำลัง) - เหล่านี้บางและอุดมไปด้วยหลอดเลือดและกล้ามเนื้อ myoglobin ในระหว่างการทำงานพวกเขาแสดงความแข็งแกร่งอย่างมากไม่เหนื่อยเป็นเวลานาน แต่ความเร็วของการหดตัวของพวกเขามีขนาดเล็ก ตัวอย่างเช่น พวกเขารักษาสถิตในแนวตั้ง ถือบางส่วนของร่างกายในตำแหน่งที่แน่นอน เช่น ทำหน้าที่สนับสนุน พวกเขายังรวมถึงกล้ามเนื้อภายนอกของลูกตา การหดตัวแบบ phasic อย่างช้าๆ ทำให้เกิดกล้ามเนื้อ ดังนั้นการหดตัวดังกล่าวจึงเรียกว่ายาชูกำลัง สิ่งเหล่านี้จำเป็นต่อการรักษาสมดุลในแบบสถิตและไดนามิก เซลล์กล้ามเนื้อช้าประกอบขึ้นเป็นกลุ่มของมอเตอร์ พวกมันมี myoglobin และ myosin จำนวนมากซึ่งเกิดออกซิเดชัน กล้ามเนื้อดังกล่าวมีสีแดงและเหนื่อยเล็กน้อย

2) เร็ว เหนื่อยง่าย(สีขาว, ไดนามิก, phasic): มีมัดของกล้ามเนื้อหนา, หลอดเลือดและ myoglobin น้อยลง, อัตราการหดตัวสูงเช่นเดียวกับความเหนื่อยล้า พวกมันสามารถสร้างการเคลื่อนไหวที่รวดเร็วขนาดเล็กได้หลากหลาย กล้ามเนื้อแอโรบิกแบบ phasic อย่างรวดเร็วนั้นซีดกว่าเล็กน้อยเนื่องจากมี myoglobin น้อยกว่า แต่ยังคงมี myosin จำนวนมากเพียงพอและด้วยเหตุนี้กระบวนการออกซิเดชั่นจึงดำเนินไปอย่างเข้มข้น ในกล้ามเนื้อดังกล่าว ความเหนื่อยล้าจะพัฒนาได้เร็วกว่าที่อธิบายไว้ข้างต้น ในแง่ของจำนวนเซลล์กล้ามเนื้อในหน่วยมอเตอร์ กล้ามเนื้อฟาซิกเร็วจะอยู่อันดับสองรองจากเซลล์ที่ช้า กล้ามเนื้อแบบไม่ใช้ออกซิเจนให้การหดตัวเร็วที่สุด มี myoglobin และ myosin ต่ำ เซลล์ที่สร้างกล้ามเนื้อแบบไม่ใช้ออกซิเจนอย่างรวดเร็วจะเป็นสีขาว ไกลโคไลซิสแบบไม่ใช้ออกซิเจนเกิดขึ้นในกล้ามเนื้อดังกล่าวดังนั้นจากการสะสมของผลิตภัณฑ์ที่อยู่ภายใต้การออกซิไดซ์ (กรดแลคติค) หนี้ออกซิเจนจึงพัฒนาขึ้นและเป็นผลให้ความเหนื่อยล้าที่เร็วที่สุด ตัวอย่างของกล้ามเนื้อดังกล่าว ได้แก่ กล้ามเนื้อของนิ้วมือและดวงตา

3) รวดเร็ว ทนเมื่อยล้า(ระดับกลาง).

เส้นใยทั้งสามประเภทสามารถอยู่ในกล้ามเนื้อเดียวกันและอัตราส่วนของจำนวนนั้นถูกกำหนดโดยพันธุกรรมในระดับมาก ตัวอย่างเช่น ในมนุษย์ quadriceps femoris เปอร์เซ็นต์ของเส้นใยช้าอาจอยู่ที่ 40 ถึง 98% ยิ่งมีเส้นใยที่ช้ามาก กล้ามเนื้อก็จะยิ่งถูกปรับให้เข้ากับงานที่มีความอดทนมากขึ้น ในทางกลับกัน คนที่มีเปอร์เซ็นต์เส้นใยที่แข็งแรงเร็วจะสามารถทำงานได้มากกว่าที่ต้องการความแข็งแรงและความเร็วในการหดตัวของกล้ามเนื้อสูง

ความแข็งแรงของการหดตัวของกล้ามเนื้อนั้นพิจารณาจากจำนวนของเส้นใยกล้ามเนื้อที่ใช้งานที่เกี่ยวข้องกับการหดตัว ความถี่ของแรงกระตุ้นของเส้นประสาท และการมีอยู่ของการซิงโครไนซ์กิจกรรมของเส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละเส้นในเวลา แม้แต่ในช่วงพัก กล้ามเนื้อโครงร่างก็แทบจะไม่ผ่อนคลายเลย พวกเขามักจะรักษาความตึงเครียด - น้ำเสียง โทนสีของกล้ามเนื้อจะเพิ่มขึ้นหลังจากออกกำลังกายหนักๆ และในช่วงที่มีความเครียดทางจิตใจ

การหดตัวของกล้ามเนื้อเป็นหน้าที่ที่สำคัญของร่างกายที่เกี่ยวข้องกับกระบวนการป้องกัน ระบบทางเดินหายใจ โภชนาการ ทางเพศ การขับถ่าย และกระบวนการทางสรีรวิทยาอื่นๆ การเคลื่อนไหวโดยสมัครใจทุกประเภท - การเดิน การแสดงออกทางสีหน้า การเคลื่อนไหวของลูกตา การกลืน การหายใจ ฯลฯ กระทำโดยกล้ามเนื้อโครงร่าง การเคลื่อนไหวโดยไม่ได้ตั้งใจ (ยกเว้นการหดตัวของหัวใจ) - การบีบตัวของกระเพาะอาหารและลำไส้, การเปลี่ยนแปลงของหลอดเลือด, การรักษาน้ำเสียงของกระเพาะปัสสาวะ - เกิดจากการหดตัวของกล้ามเนื้อเรียบ การทำงานของหัวใจเกิดจากการหดตัวของกล้ามเนื้อหัวใจ

การจัดระเบียบโครงสร้างของกล้ามเนื้อโครงร่าง

เส้นใยกล้ามเนื้อและ myofibril (รูปที่ 1)กล้ามเนื้อโครงร่างประกอบด้วยเส้นใยกล้ามเนื้อจำนวนมากที่มีจุดยึดกับกระดูกและขนานกัน เส้นใยกล้ามเนื้อแต่ละอัน (myocyte) ประกอบด้วยหน่วยย่อยจำนวนมาก - myofibrils ซึ่งสร้างขึ้นจากบล็อกที่ทำซ้ำตามยาว (sarcomeres) ซาร์โคเมียร์เป็นหน่วยทำงานของอุปกรณ์หดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่าง Myofibrils ในเส้นใยกล้ามเนื้ออยู่ในลักษณะที่ตำแหน่งของ sarcomeres อยู่ในนั้นตรงกัน สิ่งนี้สร้างรูปแบบของเส้นริ้วตามขวาง

Sarcomere และเส้นใย Sarcomeres ใน myofibril ถูกแยกออกจากกันโดย Z-plates ซึ่งมีโปรตีน beta-actinin ทั้งสองทิศทางบาง เส้นใยแอคตินระหว่างนั้นหนากว่า เส้นใยไมโอซิน.

ไส้หลอดแอคตินดูเหมือนลูกปัดสองเส้นบิดเป็นเกลียวคู่ โดยที่ลูกปัดแต่ละเม็ดเป็นโมเลกุลโปรตีน แอคติน. ในช่องของแอกตินเฮลิซ โมเลกุลโปรตีนจะอยู่ห่างจากกันและกันเท่ากัน โทรโปนินยึดติดกับโมเลกุลโปรตีนเส้นใย โทรโปไมโอซิน

เส้นใยไมโอซินประกอบด้วยโมเลกุลโปรตีนที่ทำซ้ำ ไมโอซิน. แต่ละโมเลกุลของไมโอซินมีหัวและ หาง. หัวไมโอซินสามารถจับกับโมเลกุลแอคตินได้ เรียกว่า ข้ามสะพาน.

เยื่อหุ้มเซลล์ของเส้นใยกล้ามเนื้อก่อให้เกิดการบุกรุก ( ท่อตามขวาง) ซึ่งทำหน้าที่กระตุ้นเมมเบรนของ sarcoplasmic reticulum Sarcoplasmic reticulum (ท่อตามยาว)เป็นเครือข่ายภายในเซลล์ของท่อปิดและทำหน้าที่ในการฝากไอออน Ca ++

หน่วยมอเตอร์หน่วยการทำงานของกล้ามเนื้อโครงร่างคือ หน่วยมอเตอร์ (MU). DE - ชุดของเส้นใยกล้ามเนื้อที่ถูก innervated โดยกระบวนการของเซลล์ประสาทสั่งการหนึ่ง การกระตุ้นและการหดตัวของเส้นใยที่ประกอบเป็น MU หนึ่งตัวเกิดขึ้นพร้อมกัน (เมื่อเซลล์ประสาทสั่งการที่เกี่ยวข้องตื่นเต้น) MU แต่ละคนสามารถไล่ออกและทำสัญญาแยกกันได้

กลไกการหดตัวของโมเลกุลกล้ามเนื้อลาย

ตาม ทฤษฎีการลื่นของเกลียวการหดตัวของกล้ามเนื้อเกิดขึ้นเนื่องจากการเลื่อนของเส้นใยแอคตินและไมโอซินที่สัมพันธ์กัน กลไกการเลื่อนด้ายประกอบด้วยเหตุการณ์ที่ต่อเนื่องกันหลายเหตุการณ์

หัวไมโอซินยึดติดกับจุดจับใยแอกติน (รูปที่ 2, A)

ปฏิสัมพันธ์ของไมโอซินกับแอคตินนำไปสู่การจัดเรียงโครงสร้างใหม่ของโมเลกุลไมโอซิน หัวได้รับกิจกรรม ATPase และหมุน 120° เนื่องจากการหมุนของหัว เส้นใยแอคตินและไมโอซินจึงเคลื่อนที่ "หนึ่งขั้น" ที่สัมพันธ์กัน (รูปที่ 2b)

การแยกตัวของแอกตินและไมโอซินและการฟื้นฟูโครงสร้างของศีรษะเกิดขึ้นจากการยึดติดของโมเลกุล ATP กับหัวไมโอซินและการไฮโดรไลซิสของมันต่อหน้า Ca++ (รูปที่ 2, C)

วัฏจักร "การผูก - การเปลี่ยนแปลงในโครงสร้าง - การตัดการเชื่อมต่อ - การฟื้นฟูโครงสร้าง" เกิดขึ้นหลายครั้งอันเป็นผลมาจากการที่เส้นใยแอคตินและไมโอซินถูกแทนที่โดยสัมพันธ์กัน Z-disc ของ sarcomeres เข้าหากันและ myofibril สั้นลง (รูปที่ 2, ง).

ผันของการกระตุ้นและการหดตัวในกล้ามเนื้อโครงร่าง

ส่วนที่เหลือ เส้นใยเลื่อนจะไม่เกิดขึ้นใน myofibril เนื่องจากจุดยึดเกาะบนพื้นผิวของแอคตินถูกปิดโดยโมเลกุลโปรตีน tropomyosin (รูปที่ 3, A, B) การกระตุ้น (depolarization) ของ myofibrils และการหดตัวของกล้ามเนื้อที่เหมาะสมนั้นสัมพันธ์กับกระบวนการของ coupling ทางไฟฟ้าซึ่งรวมถึงหลายเหตุการณ์ที่ต่อเนื่องกัน

อันเป็นผลมาจากการที่ไซแนปส์ของกล้ามเนื้อประสาทและกล้ามเนื้อยิงบนเยื่อหุ้มเซลล์ประสาทโพสต์ไซแนปติก ทำให้เกิด EPSP ซึ่งก่อให้เกิดการพัฒนาศักยภาพในการดำเนินการในบริเวณรอบ ๆ เยื่อหุ้มโพสซินแนปต์

การกระตุ้น (ศักยะงาน) แผ่ขยายไปตามเยื่อหุ้ม myofibril และไปถึง sarcoplasmic reticulum เนื่องจากระบบของ tubules ตามขวาง การสลับขั้วของเยื่อ reticulum sarcoplasmic นำไปสู่การเปิดช่อง Ca++ โดยที่ Ca++ ไอออนเข้าสู่ sarcoplasm (รูปที่ 3, C)

ไอออน Ca++ จับกับโปรตีนโทรโปนิน โทรโปนินเปลี่ยนรูปแบบและแทนที่โมเลกุลโปรตีนโทรโปไมโอซินที่ปิดศูนย์จับแอคติน (รูปที่ 3d)

หัว Myosin เข้าร่วมศูนย์รวมที่เปิดอยู่และกระบวนการหดตัวเริ่มต้นขึ้น (รูปที่ 3, E)

สำหรับการพัฒนากระบวนการเหล่านี้ จำเป็นต้องใช้ระยะเวลาหนึ่ง (10–20 มิลลิวินาที) เวลาจากการกระตุ้นของเส้นใยกล้ามเนื้อ (กล้ามเนื้อ) จนถึงจุดเริ่มต้นของการหดตัวเรียกว่า ระยะเวลาแฝงของการหดตัว.

การผ่อนคลายกล้ามเนื้อโครงร่าง

การคลายกล้ามเนื้อเกิดจากการถ่ายเทกลับของไอออน Ca++ ผ่านปั๊มแคลเซียมไปยังช่องของ sarcoplasmic reticulum เนื่องจาก Ca++ ถูกกำจัดออกจากไซโตพลาสซึม จึงมีไซต์การจับเปิดน้อยลงเรื่อยๆ และในที่สุดเส้นใยแอคตินและไมโอซินก็แยกจากกันโดยสิ้นเชิง เกิดการคลายกล้ามเนื้อ

สัญญาเรียกว่าการหดตัวของกล้ามเนื้อเป็นเวลานานอย่างต่อเนื่องซึ่งยังคงมีอยู่หลังจากหยุดการกระตุ้น การหดตัวระยะสั้นอาจเกิดขึ้นหลังจากการหดตัวของบาดทะยักอันเป็นผลมาจากการสะสมของ Ca ++ จำนวนมากในซาร์โคพลาสซึม การหดตัวในระยะยาว (บางครั้งกลับไม่ได้) สามารถเกิดขึ้นได้จากการเป็นพิษ, ความผิดปกติของการเผาผลาญ

ระยะและรูปแบบการหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่าง

ระยะของการหดตัวของกล้ามเนื้อ

เมื่อกล้ามเนื้อโครงร่างถูกกระตุ้นโดยแรงกระตุ้นเดียวของกระแสไฟฟ้าที่มีกำลังเกิน จะเกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อตัวเดียว โดยแบ่งเป็น 3 ระยะ (รูปที่ 4, A):

ระยะเวลาแฝง (ซ่อนเร้น) ของการหดตัว (ประมาณ 10 มิลลิวินาที) ในระหว่างที่ศักยภาพการดำเนินการพัฒนาและกระบวนการของการมีเพศสัมพันธ์ทางกลไฟฟ้าเกิดขึ้น ความตื่นเต้นง่ายของกล้ามเนื้อในระหว่างการหดตัวครั้งเดียวจะเปลี่ยนไปตามระยะของศักยภาพในการดำเนินการ

ระยะย่อ (ประมาณ 50 ms);

ระยะผ่อนคลาย (ประมาณ 50 มิลลิวินาที)

ข้าว. 4. ลักษณะของการหดตัวของกล้ามเนื้อชั้นเดียว ที่มาของ dentate และ tetanus เรียบ. บี- ระยะและระยะเวลาของการหดตัวของกล้ามเนื้อ บี- โหมดการหดตัวของกล้ามเนื้อที่เกิดขึ้นที่ความถี่ต่าง ๆ ของการกระตุ้นกล้ามเนื้อ การเปลี่ยนแปลงความยาวกล้ามเนื้อแสดงเป็นสีน้ำเงิน ศักยภาพในการดำเนินการของกล้ามเนื้อ- สีแดง, ความตื่นเต้นของกล้ามเนื้อ- สีม่วง.

โหมดการหดตัวของกล้ามเนื้อ

ภายใต้สภาวะธรรมชาติ ร่างกายจะไม่เกิดการหดตัวของกล้ามเนื้อเพียงตัวเดียว เนื่องจากมีศักยภาพในการดำเนินการหลายอย่างไปตามเส้นประสาทของมอเตอร์ที่ฝังรากลึกของกล้ามเนื้อ กล้ามเนื้อสามารถหดตัวในโหมดใดโหมดหนึ่งจากสามโหมด (รูปที่ 4b) ทั้งนี้ขึ้นอยู่กับความถี่ของแรงกระตุ้นเส้นประสาทที่มาถึงกล้ามเนื้อ

การหดตัวของกล้ามเนื้อเดี่ยวเกิดขึ้นที่ความถี่ต่ำของแรงกระตุ้นไฟฟ้า หากแรงกระตุ้นครั้งต่อไปมาถึงกล้ามเนื้อหลังจากสิ้นสุดระยะการผ่อนคลาย จะเกิดการหดตัวต่อเนื่องกันเป็นชุด

ที่ความถี่ของแรงกระตุ้นที่สูงขึ้น แรงกระตุ้นถัดไปอาจตรงกับระยะการคลายตัวของวงจรการหดตัวครั้งก่อน สรุปแอมพลิจูดของการหดตัวจะได้ บาดทะยัก dentate- การหดตัวเป็นเวลานานถูกขัดจังหวะด้วยช่วงเวลาที่กล้ามเนื้อผ่อนคลายไม่สมบูรณ์

ด้วยความถี่ของแรงกระตุ้นที่เพิ่มขึ้น แรงกระตุ้นที่ตามมาแต่ละครั้งจะส่งผลต่อกล้ามเนื้อในช่วงระยะสั้นลง ส่งผลให้ บาดทะยักเรียบ- การหดตัวเป็นเวลานานไม่หยุดชะงักด้วยช่วงเวลาแห่งการพักผ่อน

ความถี่ที่เหมาะสมที่สุดและเปสซิมัม

แอมพลิจูดของการหดตัวของบาดทะยักขึ้นอยู่กับความถี่ของแรงกระตุ้นที่ระคายเคืองต่อกล้ามเนื้อ ความถี่ที่เหมาะสมพวกเขาเรียกความถี่ของแรงกระตุ้นที่ระคายเคืองซึ่งแต่ละแรงกระตุ้นที่ตามมาเกิดขึ้นพร้อมกับระยะของความตื่นเต้นง่ายที่เพิ่มขึ้น (รูปที่ 4, A) และด้วยเหตุนี้ทำให้เกิดบาดทะยักที่มีแอมพลิจูดสูงสุด ความถี่ข้างเคียงเรียกว่าความถี่ของการกระตุ้นที่สูงขึ้นซึ่งแต่ละพัลส์ปัจจุบันที่ตามมาจะเข้าสู่ระยะการหักเหของแสง (รูปที่ 4, A) ซึ่งเป็นผลมาจากความกว้างของบาดทะยักลดลงอย่างมีนัยสำคัญ

การทำงานของกล้ามเนื้อโครงร่าง

ความแข็งแรงของการหดตัวของกล้ามเนื้อโครงร่างถูกกำหนดโดย 2 ปัจจัย:

จำนวน MUs ที่เข้าร่วมในการลด;

ความถี่ของการหดตัวของเส้นใยกล้ามเนื้อ

การทำงานของกล้ามเนื้อโครงร่างทำได้โดยการเปลี่ยนน้ำเสียง (ความตึง) และความยาวของกล้ามเนื้อระหว่างการหดตัว

ประเภทของการทำงานของกล้ามเนื้อโครงร่าง:

• งานเอาชนะแบบไดนามิกเกิดขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อหดตัวเคลื่อนไหวร่างกายหรือส่วนต่างๆในอวกาศ

• คงที่ (ถือ) งานดำเนินการหากเนื่องจากการหดตัวของกล้ามเนื้อส่วนต่าง ๆ ของร่างกายยังคงอยู่ในตำแหน่งที่แน่นอน

• งานรองแบบไดนามิกเกิดขึ้นเมื่อกล้ามเนื้อทำงานแต่ถูกยืดออกเนื่องจากแรงที่กระทำนั้นไม่เพียงพอต่อการขยับหรือยึดส่วนต่างๆ ของร่างกาย

ระหว่างการทำงาน กล้ามเนื้อสามารถหดตัวได้:

• ไอโซโทนิก- กล้ามเนื้อสั้นลงภายใต้ความตึงเครียดคงที่ (ภาระภายนอก) การหดตัวของไอโซโทนิกจะเกิดขึ้นเฉพาะในการทดลองเท่านั้น

• มีมิติเท่ากัน- ความตึงเครียดของกล้ามเนื้อเพิ่มขึ้น แต่ความยาวไม่เปลี่ยนแปลง กล้ามเนื้อหดตัวมีมิติเท่ากันเมื่อทำงานแบบคงที่

• auxotonically- ความตึงเครียดของกล้ามเนื้อเปลี่ยนไปเมื่อสั้นลง การหดตัวของ auxotonic เกิดขึ้นระหว่างการเอาชนะแบบไดนามิก

กฎการโหลดเฉลี่ย- กล้ามเนื้อสามารถทำงานได้สูงสุดด้วยการโหลดปานกลาง

ความเหนื่อยล้า- สถานะทางสรีรวิทยาของกล้ามเนื้อซึ่งพัฒนาขึ้นหลังจากทำงานเป็นเวลานานและแสดงออกโดยการลดลงของแอมพลิจูดของการหดตัวการยืดระยะเวลาแฝงของการหดตัวและระยะการผ่อนคลาย สาเหตุของความเหนื่อยล้าคือ: การพร่องของ ATP, การสะสมของผลิตภัณฑ์เมตาบอลิซึมในกล้ามเนื้อ ความเหนื่อยล้าของกล้ามเนื้อระหว่างการทำงานเป็นจังหวะน้อยกว่าความเหนื่อยล้าของไซแนปส์ ดังนั้นเมื่อร่างกายทำงานของกล้ามเนื้อ ความเหนื่อยล้าเริ่มพัฒนาที่ระดับของประสาทส่วนกลางและประสาทและกล้ามเนื้อ

โครงสร้างองค์กรและการลดกล้ามเนื้อเรียบ

โครงสร้างองค์กร กล้ามเนื้อเรียบประกอบด้วยเซลล์รูปแกนหมุนเดี่ยว ( myocytes) ซึ่งอยู่ในกล้ามเนื้อสุ่มมากหรือน้อย เส้นใยหดตัวถูกจัดเรียงอย่างผิดปกติซึ่งเป็นผลมาจากการที่กล้ามเนื้อไม่มีเส้นขวางตามขวาง

กลไกการหดตัวคล้ายกับในกล้ามเนื้อโครงร่าง แต่อัตราการเลื่อนของเส้นใยและอัตราการไฮโดรไลซิสของ ATP ต่ำกว่าในกล้ามเนื้อโครงร่าง 100–1,000 เท่า

กลไกการผันของการกระตุ้นและการหดตัว เมื่อเซลล์ตื่นเต้น Ca++ จะเข้าสู่ไซโตพลาสซึมของไมโอไซต์ ไม่เพียงแต่จากเซลล์เรติคิวลัมซาร์โคพลาสมิกเท่านั้น แต่ยังมาจากสเปซระหว่างเซลล์ด้วย ไอออน Ca++ โดยมีส่วนร่วมของโปรตีนคาโมดูลิน กระตุ้นเอนไซม์ (ไมโอซิน ไคเนส) ซึ่งส่งผ่านกลุ่มฟอสเฟตจาก ATP ไปยังไมโอซิน หัวไมโอซินที่มีฟอสฟอรีเลตได้รับความสามารถในการยึดติดกับเส้นใยแอคติน

การหดตัวและคลายตัวของกล้ามเนื้อเรียบ อัตราการกำจัด Ca ++ ion จาก sarcoplasm นั้นน้อยกว่าในกล้ามเนื้อโครงร่างซึ่งเป็นผลมาจากการผ่อนคลายเกิดขึ้นช้ามาก กล้ามเนื้อเรียบทำให้ยาชูกำลังหดตัวและเคลื่อนไหวเป็นจังหวะช้า เนื่องจากความเข้มข้นต่ำของ ATP hydrolysis กล้ามเนื้อเรียบจึงถูกปรับให้เหมาะสมสำหรับการหดตัวในระยะยาว ซึ่งไม่นำไปสู่ความเหนื่อยล้าและใช้พลังงานสูง

คุณสมบัติทางสรีรวิทยาของกล้ามเนื้อ

คุณสมบัติทางสรีรวิทยาทั่วไปของกล้ามเนื้อโครงร่างและกล้ามเนื้อเรียบคือ ความตื่นเต้นง่ายและ การหดตัว. ลักษณะเปรียบเทียบของกล้ามเนื้อโครงร่างและกล้ามเนื้อเรียบแสดงไว้ในตาราง 6.1. คุณสมบัติทางสรีรวิทยาและคุณสมบัติของกล้ามเนื้อหัวใจถูกกล่าวถึงในหัวข้อ "กลไกทางสรีรวิทยาของสภาวะสมดุล"

ตารางที่ 7.1.ลักษณะเปรียบเทียบของกล้ามเนื้อโครงร่างและกล้ามเนื้อเรียบ

พลาสติกกล้ามเนื้อเรียบเป็นที่ประจักษ์ในความจริงที่ว่าพวกเขาสามารถรักษาน้ำเสียงให้คงที่ทั้งในระยะสั้นและในสภาพที่ยืดออก

การนำไฟฟ้าเนื้อเยื่อของกล้ามเนื้อเรียบเป็นที่ประจักษ์ในความจริงที่ว่าการกระตุ้นแพร่กระจายจาก myocyte หนึ่งไปยังอีก myocyte ผ่านการสัมผัสที่เป็นสื่อกระแสไฟฟ้าเฉพาะ (nexuses)

คุณสมบัติ ระบบอัตโนมัติกล้ามเนื้อเรียบเป็นที่ประจักษ์ในความจริงที่ว่ามันสามารถหดตัวได้โดยไม่ต้องมีส่วนร่วมของระบบประสาทเนื่องจาก myocytes บางตัวสามารถสร้างศักยภาพการกระทำซ้ำเป็นจังหวะได้เอง