Моносинаптическая рефлекторная дуга.
Это простейший тип рефлекторной дуги, образованный чувствительным и двигательным нейронами. Пример: коленный рефлекс, который возникает при легком ударе по сухожилию четырехглавой мышцы бедра (чуть ниже колена). Удар растягивает сухожилие, тензорецепторы мышцы это улавливают. Они генерируют импульс, который передается по чувствительному нейрону в двигательный нейрон спинного мозга. Затем импульс передается из двигательного нейрона в мышцу, и нога сгибается. Этот рефлекс связан с удержанием равновесия.
Полисинаптическая рефлекторная дуга.
Этот тип рефлекторной дуги включает чувствительный, вставочный и двигательный нейрон. Примером может служить сгибательный рефлекс, возникающий, когда раздражитель вызывает болевые ощущения в пальце. Сенсорные рецепторы на коже улавливают боль. Они генерируют импульс, который передается через чувствительный нейрон во вставочный нейрон спинного мозга, где соединяется с двигательным нейроном. Активизируются двигательные нервы, а затем импульс передается в мышцу через нейроны и рука сгибается (отдергивается).
Полисинаптическая рефлекторная дуга соединяет чувствительные и двигательные нейроны с помощью одного или нескольких вставочных нейронов. Такая дуга позволяет быстро реагировать на внезапные изменения.
Как только электрический импульс достигает синапса, высвобождается ацетилхолин. Он связывается с белковыми рецепторами на мембране мышечного волокна, или сарколеммы, из-за чего она возбуждается (деполяризуется), а электрический импульс проходит через мембрану. Это способствует высвобождению кальция в клетке. Под действием кальция микрофиламенты начинают скользить друг по другу и переплетаются, приводя к сокращению мышцы.
В нервно-мышечном синапсе импульсы передаются от двигательного нейрона в мышечное волокно.
Один двигательный нейрон образует множество синапсов по всей длине мышечных волокон, благодаря чему пучок мышечных волокон сокращается как единая двигательная структура. Чтобы мышцы не пребывали в состоянии сокращения постоянно, ацетилхолин вырабатывает фермент ацетилхолинэстеразу, которая расслабляет мышцы.
Мышечное сокращение
У наших мышц одна работа – сокращаться. Одна мышца может отодвигать кость, а при работе в команде мышцы способны возвращать кость в исходное положение. Для этого используются пары мышц-агонистов и мышц-антагонистов. Чтобы выполнить обратное действие, сокращенная мышца расслабляется, а расслабленная мышца – сокращается. Благодаря этому сгибаются и разгибаются суставы.
Сгибание сустава – это медицинское название сгибательного действия, приводящего к уменьшению угла между двумя костями сустава. Например, когда вы сгибаете руку, бицепс сокращается, а трицепс расслабляется. Разгибание сустава равнозначно его выпрямлению, это увеличение угла между костями. Мышцы, которые разгибают сустав, – это мышцы-разгибатели, а мышцы, которые сгибают сустав, – это мышцы-сгибатели.
Типы сокращения
Если вы попытаетесь поднять предмет, не соизмеримый с силовыми возможностями мышцы, то она начнет сокращаться «изометрически»: при увеличении давления на мышцу ее длина останется неизменной. При «изотонических» сокращениях (т. е. при поднятии соизмеримого веса) напряжение в мышце останется постоянным, а длина мышцы изменится. Для мышц характерно остаточное напряжение в состоянии покоя (тонус мышц), которое возникает из-за сокращения двигательных единиц, находящихся в стадии расслабления, что обеспечивает стабильное положение костей и суставов.
Когда трицепс сокращается, бицепс расслабляется.
Энергия для сокращения
В состоянии покоя мышечное волокно может укорачиваться (сокращаться) до половины своей длины. Но для перемещения нитей актомиозина мышечному волокну требуется много энергии, которую оно может получать аэробно (с участием кислорода) или анаэробно (без кислорода).
Аэробное дыхание происходит в митохондриях и использует кислород для распада глюкозы и жирных кислот. В результате реакции выделяются углекислый газ и энергия в виде АТФ. Побочным продуктом этой реакции является выделение тепла. Именно поэтому при интенсивных тренировках нам становится жарко.
Анаэробное дыхание происходит в жидком содержимом цитоплазмы (цитозоли), и в результате выделяется молочная кислота. Эта кислота препятствует сокращению мышц, что приводит к их истощению и жжению.
Чтобы избавиться от молочной кислоты, человек начинает часто и глубоко дышать, компенсируя нехватку кислорода, который затем превращает молочную кислоту в глюкозу.
Типы мышечного волокна
По своей способности вырабатывать энергию (аэробно или анаэробно) мышечные волокна делятся на два типа. 1-й тип волокон очень медленно утомляется и чаще встречается у бегунов на длинные дистанции. Волокна 2-го типа характерны для спринтеров – они проявляются короткими всплесками высокоинтенсивной активности. Эти волокна быстрее утомляются и используют анаэробное дыхание, поскольку должны вырабатывать энергию быстрее, чем получают кислород от организма.
Тренировка мышц
Арнольд Шварценеггер очень метко сказал: «Для меня мышцы – это такая же тема для разговора, как и некто, гуляющий с гепардом по 42-й улице». Если у вас есть мышцы – покажите их. К сожалению, все мы знаем, что не каждому дано стать культуристом, а рельефность мышц зависит от тренировок и наследственности.
Скелетные мышцы – это особый тип ткани. Можно даже сказать, что спортсмены в некоторой степени склонны к мазохизму, ведь определенная боль лишь улучшает качество мускулатуры. Немецкий философ XIX века Фридрих Ницше придумал гениальную фразу: «То, что нас не убивает, делает нас сильнее». И это особенно актуально для наших мышц.
«Отцом современного бодибилдинга» считают немецкого циркового атлета Евгения Сандова. Этот силач, родившийся в 1867 году, первым в мире придумал соревнование по бодибилдингу. Мышечная сила – это количество силы, которую мышцы прилагают при одном максимальном усилии. Тренировка с различными уровнями сопротивления повышает мышечную силу за счет увеличения размера и количества отдельных мышечных волокон. Это происходит, потому что повторное сокращение мышц приводит к разрыву мышечных волокон. А наше тело автоматически реагирует на это, пытаясь восстановить их с помощью сателлитных клеток (мышечных стволовых клеток) во внеклеточном матриксе мышечных волокон.
