Krátký mechanismus svalové kontrakce

Procesy svalové práce jsou víceúrovňovým komplexem fyziologických a biochemických funkcí, které jsou nezbytné pro plnou funkci lidského těla. Externě lze tyto procesy pozorovat v příkladech dobrovolných pohybů při chůzi, běhu, změnách výrazů obličeje atd. Ovšem pokrývají mnohem větší rozsah funkcí, včetně práce dýchacích přístrojů, zažívacích orgánů a vylučovacího systému. Mechanismus svalové kontrakce je v každém případě podporován působením milionů buněk, do kterých jsou zapojeny chemické prvky a fyzikální vlákna.

Strukturální uspořádání svalů

Svaly jsou tvořeny různými tkáňovými vlákny, které mají upevňovací body k kosti skeletu. Jsou umístěny paralelně a vzájemně se vzájemně ovlivňují v procesu svalové práce. Jedná se o vlákna po přijetí impulsů, které poskytují mechanismus svalové kontrakce. Stručně řečeno, struktura svalu může být reprezentována jako systém sestávající ze molekul sarkomeru a myofibril. Je důležité pochopit, že každý svalové vlákno tvořených více podjednotkami myofibril, umístěných podélně vůči sobě navzájem. Nyní je nutné zvážit samostatně sarkomery a vlákna. Protože hrají důležitou roli v motorických procesech.

Sarcomeres a filamenty

Sarkomery jsou segmenty vláken, které jsou odděleny tzv. Z-deskami obsahujícími beta-aktinin. Z každé desky procházejí filamenty aktinu a mezery se naplní tlustými myosinovými analogy. Actinové prvky, naopak, vypadají jako struny korálků zkroucené do dvojité šroubovice. V této struktuře je každá kulička molekulu aktinu a molekuly troponinu se nacházejí v oblastech s depresemi ve spirálech. Každá z těchto strukturních jednotek tvoří mechanismus kontrakce a relaxace svalových vláken, které se navzájem propojují. Hraje klíčovou roli při buzení vlákna buněčné membrány. Obsahuje příčné trubice invaginace, které aktivují funkci sarkoplazmatického retikulu - to bude stimulující účinek pro svalové tkáně.

Motorová jednotka

Nyní stojí za to odklonit se od hluboké struktury svalu a zvážit motorovou jednotku v celkové konfiguraci kosterního svalu. Bude to sbírka svalových vláken inervovaných procesy motoneuronu. Práce svalové tkáně, bez ohledu na povahu účinku, bude zajištěna vlákny obsaženými v jedné motorové jednotce. To znamená, že když je motorický neuron vzrušen, mechanismus svalových kontrakcí se spouští ve stejném komplexu s inervovanými procesy. Toto rozdělení do motorických neuronů umožňuje cíleně používat specifické svaly bez zbytečných vzrušujících sousedních motorových jednotek. Ve skutečnosti je celá svalová skupina jednoho organismu rozdělena na segmenty motoneuronů, které se mohou spojit v práci na kontrakci nebo relaxaci a mohou jednat různě nebo střídavě. Hlavní věc je, že jsou nezávislé na sobě a pracují pouze se signály své skupiny vláken.

Molekulární mechanismy svalové práce

V souladu s molekulární koncepcí klouzavé nití je práce svalové skupiny a zejména její redukce realizována v průběhu klouzavého účinku myosinů a aktinů. Je realizován komplexní mechanismus interakce těchto vláken, ve kterém lze rozlišit několik procesů:

• Centrální část myosinového vlákna je spojena s aktinovými svazky.
• Dosažený kontakt aktinu s myosinem podporuje konformační pohyb molekul těchto látek. Hlavy vstupují do fáze aktivity a rozvinou se. Tímto způsobem se provádějí molekulární mechanismy svalové kontrakce na pozadí restrukturalizace nití aktivních prvků vůči sobě navzájem.
• Pak existuje vzájemná neshoda mezi myosiny a aktiny, po níž následuje obnovení hlavové části těla.

Celý cyklus se provádí několikrát, v důsledku čehož jsou výše uvedené prameny přemístěny a Z-segmenty svarcomerů se spojují a zkracují.

Fyziologické vlastnosti svalové práce

Mezi hlavní fyziologické vlastnosti svalové práce je kontraktilita a excitabilita. Tyto vlastnosti jsou naopak způsobeny vodivostí vláken, plasticitou a vlastností automatiky. Pokud jde o vodivost, zajišťuje rozšíření procesu excitability mezi myocyty na spojnici - to jsou speciální elektricky vodivé obvody, které jsou zodpovědné za vedení impulzu svalové kontrakce. Avšak po kontrakci nebo uvolnění se také provádí práce vláken.

Plasticita je zodpovědná za jejich klidný stav v určité formě, která určuje udržování konstantního tónu, v němž se v současné době nachází mechanismus svalové kontrakce. Fyziologie plasticity se může projevovat jak ve formě zachování zkráceného stavu vláken, tak v jejich protažené formě. Zajímavé a automatizace majetku. Určuje schopnost svalů vstoupit do pracovní fáze bez propojení nervového systému. To znamená, že myocyty nezávisle produkují rytmicky opakující se impulzy pro určité činnosti vláken.

Biochemické mechanismy svalové práce

Celá skupina chemických prvků se podílí na práci svalů, včetně vápníku a kontraktilních proteinů, jako je troponin a tropomyosin. Na základě tohoto zásobování energií se provádějí výše popsané fyziologické procesy. Zdrojem těchto prvků je adenosintrifosfát kyseliny (ATP), a jeho hydrolýzu. Současně je zásoba ATP ve svalu schopna zajistit svalovou kontrakci pouze za zlomek sekundy. Navzdory tomu mohou vlákna reagovat na nervové impulsy v kontinuálním režimu.

Faktem je, že biochemické mechanismy svalové kontrakce a relaxace s podporou ATP jsou spojeny s procesem vytváření rezervy makroergu ve formě kreatinfosfátu. Objem této rezervy je několikrát vyšší než zásoby ATP a současně přispívá k její tvorbě. Kromě ATP může glykogen působit také jako zdroj energie pro sval. Mimochodem, svalová vlákna představují asi 75% celkové zásoby této látky v těle.

Konjugace excitačních a kontraktilních procesů

V klidu vlákna vláken vzájemně neleží klouzáním, protože centra vazů jsou uzavřena molekulami tropomyosinu. Excize může probíhat až po elektromechanické spojce. Tento proces je také rozdělen do několika fází:

• Když je na membráně myofibrilu aktivována neuromuskulární synapsa, vzniká takzvaný postsynaptický potenciál, který akumuluje energii k účinku.
• Stimulační impuls způsobený systémem trubek se rozšiřuje podél membrány a aktivuje retikulum. Tento proces nakonec přispívá k odstranění bariér z membránových kanálů, podél kterých jsou propuštěny troponinem spojené ionty.
• Protein troponinu naopak otevírá centry aktinových vazů, po kterých je mechanismus svalových kontrakcí možný, ale pro jeho spuštění bude také vyžadovat odpovídající impuls.
• Použití otevřených center začíná okamžikem, kdy se připojí k hlavám myosinu podle výše popsaného modelu.

Celý cyklus těchto operací se provádí v průměru do 15 ms. Doba od počátečního bodu excitace vláken k úplnému snížení se nazývá latentní.

Proces relaxace kosterních svalů

Při uvolnění svalů dochází k reverznímu přenosu Ca ++ iontů s připojenými retikulovými a kalciovými kanály. Při procesu uvolňování iontů z cytoplazmy se sníží počet vazných center, což vede k oddělení aktinu a myosinových vláken. Jinými slovy, mechanismy svalové kontrakce a relaxace spojují stejné funkční prvky, ale pracují s nimi různými způsoby. Po uvolnění se může objevit kontraktura, během níž je pozorována trvalá kontrakce svalových vláken. Tento stav může přetrvávat až do dalšího působení dráždivého impulsu. Existuje také kontraktura krátkých akcí, jejichž předpokladem je tetanická kontrakce v podmínkách akumulace iontů s velkými objemy.

Redukce fáze

Když se svalstvo spouští podrážděným impulsem supravodové síly, dochází k jedinému kontrakci, ve kterém lze rozlišit 3 fáze:

• Již zmíněná doba redukce je latentního typu, při němž vlákna akumulují energii pro následné činnosti. V tuto chvíli probíhají elektromechanické vazební procesy a otevřená vazná místa. V této fázi se připravuje mechanismus kontrakce svalového vlákna, který se aktivuje po šíření odpovídajícího impulsu.
• Fáze zkracování trvá v průměru 50 ms.
• Relaxační fáze trvá přibližně 50 ms.

Režimy snižování svalové hmoty

Práce s jediným kontrakcí byla považována za příklad "čisté" mechaniky svalových vláken. V přírodních podmínkách se však taková práce nedělá, protože vlákna jsou v konstantní odezvě na signály motorických nervů. Další věc je, že v závislosti na povaze této reakce může dojít k práci v následujících režimech:

• Zkratky se vyskytují při nižší frekvenci pulsů. Pokud se elektrický impuls šíří po dokončení relaxace, následuje série jednotlivých úkonů kontrakce.
• Vysoká frekvence pulzních signálů se může shodovat s relaxační fází předchozího cyklu. V takovém případě by se zvýšila amplituda, v níž by fungoval mechanismus svalové kontrakce, což by mělo za následek dlouhodobou kontrakci s neúplnými úkony uvolnění.
• V podmínkách zvýšení frekvence impulzů budou v době zkrácení působit nové signály, které způsobí prodloužení kontrakce, které nebudou přerušeny uvolněním.

Optimální a pesimální frekvence

Amplitudy kontrakcí jsou určovány frekvencí pulsů, které dráždí svalová vlákna. V tomto systému interakce signálů a odpovědí lze rozlišit optimum a pesimum frekvence. První je frekvence, která v okamžiku akce bude nadřazena fázi zvýšené excitability. V tomto režimu může být aktivován mechanismus kontrakce svalů s velkou amplitudou. Na druhé straně pesimum určuje vyšší frekvenci, jejíž impuls spadá do fáze refraktornosti. V tomto případě se amplituda snižuje.

Druhy práce s kosterním svalstvem

Svalová vlákna mohou pracovat dynamicky, staticky a dynamicky-horší. Standardní dynamická práce překonává - to znamená, že sval v době kontrakce přesune objekty nebo jejich součásti do vesmíru. Statický účinek svalu se uvolňuje nějakým způsobem stresu, protože v tomto případě se nepředpokládá žádná změna jeho stavu. Dynamicky-horší mechanismus kontrakce kosterních svalů spouští, když vlákna fungují pod napětím. Potřeba paralelního protažení může být také způsobena skutečností, že činnost vláken znamená provedení operací s vnějšími tělesy.

Na závěr

Procesy organizování svalové činnosti spojují různé funkční prvky a systémy. Práce zahrnuje složitý soubor účastníků, z nichž každý vykonává svůj úkol. Je zřejmé, že v procesu aktivace mechanismu svalové kontrakce působí také nepřímé funkční bloky. Například to platí pro procesy generování energetického potenciálu pro provedení práce nebo pro systém blokování center vazů, kterým dochází k propojení myosinů a aktinů.

Hlavní zatížení dopadá přímo na vlákna, která provádějí určité činnosti na povelích motorových jednotek. Navíc povaha výkonu určitého díla může být odlišná. Bude ovlivněn parametry řízeného impulsu a současného stavu svalu.