Физиология Человека

Движения человека это сложнейший вид деятельности организма. Они осуществляются двигательным аппаратом, активными тканями которого являются нервная и мышечная.
Скелетные мышцы приходят в активное состояние под воздействием импульсов, посылаемых .к ним мотонейронами, аксоны которых иннервируют мускулатуру туловища и конечностей. Аксон покрыт тончайшей оболочкой. Внутри аксона имеется н ей poll л а з м а с различными включениями, а также тончайшие волоконцанейрофибриллы. Аксон на конце ветвится, и каждая его веточка соединена синапсом с одним мышечным волокном (мышечной клеткой). Мотонейроны возбуждаются импульсами, поступающими от других нейронов.
Центробежные и центростремительные нервные волокна. Влияние центральной нервной системы на скелетные мышцы осуществляется посредством периферических нервов. К скелетным мышцам подходят смешанные нервы. Они имеют в своем составе центробежные волокна, несущие импульсы из центральной нервной системы к мышцам, а также центростремительные волокна, несущие возбуждение от мышц в спинной и головной мозг. Чем больше в смешанном нерве волокон, тем он толще. В смешанном нерве имеются двигательные, чувствительные и вегетативные нервные волокна. Посредством двигательных волокон осуществляется сокращение мышц. Чувствительные волокна передают импульсы от мышечных рецепторов в центральную нервную систему, информируя ее о состоянии мышц (их сокращении и растяжении). Через вегетативные нервные волокна нервные центры влияют на кровообращение мышц и обменные процессы в них.

Мышцы человека делятся на поперечнополосатые и гладкие. К поперечнополосатым относятся скелетные и сердечная мышцы. Поперечнополосатые мышцы состоят из сотен и тысяч мышечных волокон (мышечных клеток), длина которых достигает 1012 см, а поперечное сечение от 0,1 до 0,01 мм ( 23). Строение мышечного волокна очень сложное. Снаружи оно покрыто оболочкой, сарколеммой (саркос мясо, лемма кожица). Под сарколеммой находятся ядра. Внутри мышечного волокна имеется протоплазма саркоплазма, различные включения, а также тонкие нити миофибриллы (миос мышца, фибрилла волоконце). В числе включений мышечной клетки имеются митохондрии (митоз нить, хондрос зернышко), которые выполняют важную функцию, связанную с окислительными процессами и энергетическим обменом.
Одно мышечное волокно содержит тысячи миофибрилл диаметром около 1 микрона. Миофибриллы являются сократительным аппаратом мышцы. Каждая миофибрилла, в свою очередь, состоит из пачек еще более тонких нитей протофибрилл.
Протофибриллы подразделяются между собой на относительно более короткие, но более толстые нити, построенные из белка миозина, и на относительно более тонкие, но длинные нити, построенные из белка актина. Эти белки являются основными сократительными белками мышцы. Нити актина расположены в промежутках между миозиновыми нитями. При сокращении мышечного волокна нити актина сближаются, скользя относительно миозиновых нитей, и мышца укорачивается, а во время растяжения удаляются, и мышца удлиняется. При этом изменяется не длина нитей, а степень их удаления друг от друга. При втягивании тонких актиновых нитей между толстыми миозиновыми расходуется энергия. Эта энергия образуется в результате расщепления аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ) и потребляется сократительным белком миозином. Миозин становится активным при возбуждении мышцы. С прекращением доставки энергии мышечное волокно расслабляется.

Аксон, разветвляясь на тонкие веточки, образует в мышце нервные окончания ( 21). Каждое такое нервное окончание погружено в специально устроенную часть мышечного волокна. Нервное окончание и специальная часть мышечного волокна разделены между собой узкой щелыо.
Мембрана, покрывающая нервное окончание, является пресинаптической мембраной, а мембрана особо устроенной части мышечного волокна называется постсинаптической. Место контакта нервного окончания с мышечным волокном называется нервномышечным окончанием или нервномышечным синапсом (22).
Нервномышечный синапс способен обеспечить переход возбуждения с нервного окончания аксона на мышечную клетку. Скорость проведения возбуждения в нервномышечном синапсе (как и в другом синапсе) в тысячи раз меньше, чем в нервном волокне.
Лабильность первиомыщечного синапса гораздо меньше лабильности нервного волокна, но она достаточна для передачи импульсов из центральной нервной системы к мышце без изменений. Трансформация возможна лишь при глубоком утомлении двигательного аппарата, когда лабильность нервномышечного синапса падает. Нервные импульсы, поступающие в синапс, могут не только снижать его возбудимость, но и повышать, облегчая передачу последующих импульсов.

В смешанном нерве, включающем разные нервные волокна, импульсы передаются по каждому нервному волокну изолированно от других нервных волокон, т. е. возбуждение не переходит с одного нервного волокна на другое. Это явление называется законом изолированного проведения возбуждения. Каждое нервное волокно оказывает действие только на те клетки, с которыми оно контактируется своими нервными окончаниями. Закономерность изолированного проведения возбуждения свойственна всем нервным волокнам. Условия для изолированного проведения возбуждения создает оболочка аксона. Дело в том, что сопротивление жидкости межклеточных щелей ниже сопротивления мембраны волокна, поэтому ток между возбужденным и покоящимся участками волокна проходит по межклеточному пространству, не заходя в соседние волокна. В результате изолированного проведения возбуждения по нервным волокнам стали возможны отдельные весьма тонкие движения человека. Если бы, например, в седалищном нерве возбуждение переходило с одного нервного волокна на другое, то нормальная работа мышц, костного аппарата, сосудов и кожи ног была бы невозможна.
Нерв практически почти неутомляем. Его энерготраты невелики. При раздражении нерва в течение 912 часов подряд он способен проводить возбуждение к мышце и вызывать сокращение. Однако нельзя думать, что в нерве в результате его работы ничего не изменяется. Когда нерв функционирует, в нем происходят различные изменения (например, увеличивается фаза невозбудимости, и уменьшается скорость проведения импульсов).

Двигательная единица представляет собой систему из мотонейрона и иннервируемых им мышечных волокон ( 21). Двигательная единица работает как одно целое. Все мышечные волокна, входящие в состав данной двигательной единицы, сокращаются практически одновременно. Мотонейроны бывают большие и малые. Малые мотонейроны имеют тонкие аксоны и иннервируют небольшое количество (десятки) мышечных волокон, образуя малые двигательные единицы. Большие мотонейроны имеют толстые аксоны, которые иннервируют большое количество мышечных волокон (до нескольких тысяч), образуя большие двигательные единицы.
Малые двигательные единицы входят в состав главным образом мелких мышц (пальцев рук, лица и др.), однако они входят также и в состав крупных мышц. Малые двигательные единицы обеспечивают быстрые и тонкие движения (например, движения пальцев рук). Большие двигательные единицы входят в состав преимущественно крупных мышц туловища и конечностей. Эти мышцы осуществляют относительно менее тонкие и более медленные движения, чем, например, движения пальцев рук.
Малые мотонейроны (низкопороговые) возбуждаются легче и быстрее по сравнению с большими (высокопороговыми).
Большинство скелетных мышц человека состоит как из медленных, так и из быстрых мышечных волокон. Поэтому волокна одной и той же мышцы могут выполнять относительно и более быстрые, и менее быстрые движения. Это зависит от того, какие двигательные единицы (быстрые или медленные) будут включены в работу. Мышцы бывают быстрые и медленные. Так, например, внутренняя прямая мышца глаза относится к быстрым, а камбаловидная к медленным мышцам. Длительность волны сокращения первой равна 7,5 мс, а второй 75 мс, т. е. в 10 раз больше.