იზოტონური ვარჯიშები. კუნთების შეკუმშვის ფორმები (იზოტონური, იზომეტრიული, შერეული)

თქვენი სხეულის ყოველი მოძრაობა გულისხმობს კუნთების შეკუმშვას და ხელმისაწვდომი სავარჯიშოების სია უსასრულოა. თუ თქვენი მიზანია მუშაობის გაუმჯობესება, კუნთების შეკუმშვის ტიპების და ამ შეკუმშვის სავარჯიშოების გაგება გააუმჯობესებს თქვენს კუნთების ძალას და ეფექტურობას.

დღის ვიდეო

იზოტონური ვარჯიშები

იზოტონური შეკუმშვა არის კუნთის მიერ შეკუმშვის დროს წარმოქმნილი ძალა, რადგან კუნთი გრძელდება და მცირდება მოძრაობის დროს, ხოლო ძალა მუდმივი რჩება. ამიტომ, როდესაც სვამთ ჭიქას დასალევად, თქვენი კუნთები გამოიყენებენ იმავე ძალას მთელი ზევით და ქვევით მოძრაობის დროს, რაც თითქმის შეუძლებელია. კუნთების ნორმალური შეკუმშვის დროს ძალა იცვლება მთელი მოძრაობის განმავლობაში. უფრო ზუსტი ტერმინია დინამიური შეკუმშვა, რაც ნიშნავს, რომ კუნთების დაძაბულობა იცვლება შუშის გადაადგილებისას. საერთო სავარჯიშოები, რომლებიც ამ ტიპის შეკუმშვას ავლენს, არის ჰანტელები, ჩაჯდომა, ლუნგები და სიარული. ვარჯიშის ეს ფორმები ხელს უწყობს კუნთების სპეციფიკური ჯგუფების იზოლირებას, როგორც ჰანტელის ხვეულების შემთხვევაში, რომლის დროსაც მთავარი მომუშავე კუნთი არის ბიცეფსი.

იზომეტრიული ვარჯიში

თუ დააჭერთ რაიმე სტაციონარული, თქვენ განიცდით იზომეტრულ შეკუმშვას. ამას ასევე შეიძლება ეწოდოს სტატიკური ძაბვა. იზომეტრიული ვარჯიშები გულისხმობს კუნთების შეკუმშვას კუნთების ან სახსრების მოძრაობის გარეშე. იზომეტრიული სავარჯიშოების მაგალითები იქნება კედელთან მიჯაჭვულობა ან აწევის გაკეთება და გაჩერება „მაღლა“ პოზიციაზე. იზომეტრიული ვარჯიშები მნიშვნელოვნად არ აუმჯობესებს ძალას, მაგრამ მათ შეუძლიათ შეინარჩუნონ ძალა, რის გამოც ისინი ზოგჯერ გამოიყენება სარეაბილიტაციო გარემოში. მაგალითად, თუ ვინმეს აქვს ართრიტი და გტკივა მოძრაობის დიაპაზონის ვარჯიშების გაკეთება, იზომეტრიული ვარჯიშები დაგეხმარებათ შეინარჩუნოთ ძალა სახსრების კუნთებში მეტი ტკივილის გამოწვევის გარეშე.

იზოკინეტიკური ვარჯიში

იზოკინეტიკური ვარჯიშები ასევე გამოიყენება თერაპიულ პირობებში. დინამომეტრის გამოყენებით შეკუმშვის კონტროლისთვის, იზოკინეტიკური ვარჯიში ხელს უწყობს ინსულტის მსხვერპლთა ან ადამიანებში, რომლებსაც შეზღუდული აქვთ კუნთების გამოყენება. იზოკინეტიკური შეკუმშვა არის დინამიური შეკუმშვა, მაგრამ მთელი მოძრაობის სიჩქარე აკონტროლებს მანქანას. ეს მონიტორინგი ხელს უშლის დაზიანებას და ასევე ზომავს კუნთების სიძლიერის და სისუსტის სფეროებს. ნებისმიერი ვარჯიში, რომელიც მოიცავს კუნთების შეკუმშვას, შეიძლება იყოს იზოკინეტიკური, თუ გამოიყენება დინამომეტრი.

Ექსპერტის მოსაზრება

თუ თქვენ გაქვთ გულის დაავადება, შეგიძლიათ მიმართოთ ექიმს იზომეტრული ვარჯიშების გაკეთებამდე. 1984 წელს Scandinavian Journal of Occupational, Environment and Health გამოქვეყნებულმა კვლევამ აჩვენა, რომ გულისცემა და არტერიული წნევა მნიშვნელოვნად გაიზარდა იზომეტრული ვარჯიშის დროს. ამის გამო იზომეტრიული ვარჯიში არ არის რეკომენდებული გულის პრობლემების ან მაღალი წნევის მქონე ადამიანებისთვის.

კუნთების შეკუმშვის სახეები.კუნთების შეკუმშვის მეთოდიდან გამომდინარე, არსებობს კუნთების შეკუმშვის სამი ტიპი:

1) იზოტონური, როდესაც ბოჭკოები მცირდება მუდმივი გარე დატვირთვის ქვეშ, იშვიათად ხდება რეალურ მოძრაობებში(რადგან კუნთები მოკლდება, ამავე დროს იცვლის დაძაბულობას);

2) იზომეტრიული – ეს არის აქტივაციის ტიპი, რომლის დროსაც კუნთი ავითარებს დაძაბულობას მისი სიგრძის შეცვლის გარეშე. მასზე აგებულია ადამიანის საავტომობილო სისტემის ეგრეთ წოდებული სტატიკური მუშაობა. მაგალითად, იზომეტრიული შეკუმშვის რეჟიმში მუშაობს ადამიანის კუნთები, რომელმაც თავი მაღლა აიწია ზოლზე და სხეულს ამ მდგომარეობაში უჭირავს;

3) აუქსოტონური ან ანისოტონური – ეს არის რეჟიმი, რომელშიც კუნთი ავითარებს დაძაბულობას და იკლებს. სწორედ ამ ტიპის კუნთების შეკუმშვა უზრუნველყოფს ადამიანის საავტომობილო მოქმედებების შესრულებას.

ანისოტონურ შეკუმშვას აქვს კუნთების შეკუმშვის ორი ტიპი: დაძლევისა და დაძლევის რეჟიმში.

გადალახვის რეჟიმშიკუნთი იკლებს შეკუმშვის შედეგად (მაგალითად, მორბენალს ხბოს კუნთი იკლებს დაძაბვის ფაზაში).

დაბალ რეჟიმშიკუნთი დაჭიმულია გარე ძალით (მაგალითად, სპრინტერის ხბოს კუნთი, როდესაც ფეხი ურთიერთქმედებს საყრდენთან ამორტიზაციის ფაზაში).

ნახაზი 1 გვიჩვენებს კუნთების მუშაობის დინამიკას დაძლევისა და დაძლევის რეჟიმებში.

მრუდის მარჯვენა მხარე აჩვენებს მუშაობის დაძლევის ნიმუშებს, რომლებშიც კუნთების შეკუმშვის სიჩქარის ზრდა იწვევს წევის ძალის შემცირებას.

დაბალ რეჟიმში შეინიშნება საპირისპირო სურათი: კუნთების დაჭიმვის სიჩქარის მატებას თან ახლავს წევის ძალის მატება (რაც სპორტსმენების მრავალრიცხოვანი დაზიანებების მიზეზია, მაგალითად, აქილევსის გახეთქვა).

ნულოვანი სიჩქარით კუნთები მუშაობენ იზომეტრულ რეჟიმში.

კუნთის ძალების გავლენის ქვეშ სახსარში რგოლის გადაადგილებისთვის მნიშვნელოვანია არა თავად ძალები, არამედ მათ მიერ შექმნილი ძალის მომენტები, რადგან რგოლის მოძრაობა სხვა არაფერია, თუ არა ღერძის გარშემო ბრუნვა. სახსარი. მაშასადამე, კუნთების მუშაობის ტიპები შეიძლება გამოიხატოს ძალების მომენტებით: თუ შინაგანი ძალების მომენტის თანაფარდობა გარე ძალების მომენტთან არის ერთის ტოლი, შეკუმშვის რეჟიმი იქნება იზომეტრიული, თუ ერთზე მეტი - გადალახვა. , თუ ერთზე ნაკლები - დაქვეითებული. სახსრის მხარდაჭერა შესაძლებელია სპორტული ლენტით.

კუნთების ჯგუფური ურთიერთქმედება.არსებობს ჯგუფური კუნთების ურთიერთქმედების ორი ტიპი: სინერგიზმი და ანტაგონიზმი.

სინერგიული კუნთებისხეულის ნაწილების გადატანა ერთი მიმართულებით. მაგალითად, იდაყვის სახსარში მკლავის მოქნილობაში მონაწილეობს ბიცეფსის მხრის, მხრის და მხრისებრი კუნთები. კუნთების სინერგიული ურთიერთქმედების შედეგად, მოქმედების ძალა იზრდება.

ანტაგონისტური კუნთებიაქვს მრავალმხრივი ეფექტი: თუ ერთი მათგანი ასრულებს დაძლევის სამუშაოს, მაშინ მეორე აკეთებს არასრულფასოვან სამუშაოს. კუნთები უზრუნველყოფენ სხეულის ნაწილების საპასუხო ბრუნვის მოძრაობებს, რადგან თითოეული მათგანი მუშაობს მხოლოდ შეკუმშვისთვის; საავტომობილო მოქმედებების მაღალი სიზუსტე, რადგან ბმული არა მხოლოდ მოძრაობაში უნდა იყოს, არამედ საჭირო მომენტში დამუხრუჭებაც. ანტაგონისტები შედგება წყვილისაგან: აგონისტი (მომხრე) – ანტაგონისტი (ექსტენსორი).

კუნთების შეკუმშვის ძალა და ეფექტურობა. კუნთების შეკუმშვის სიჩქარის მატებასთან ერთად, დაძლევის რეჟიმში მოქმედი კუნთის წევის ძალა მცირდება ჰიპერბოლური კანონის მიხედვით (იხ. სურ. 1). ცნობილია, რომ მექანიკური სიმძლავრე უდრის ძალისა და სიჩქარის ნამრავლს (N = F V). არსებობს ძალა და სიჩქარე, რომლის დროსაც კუნთების შეკუმშვის ძალა ყველაზე დიდია; ეს რეჟიმი ხდება მაშინ, როდესაც ძალაც და სიჩქარეც მათი მაქსიმალური შესაძლო მნიშვნელობების დაახლოებით 30%-ია.

ელასტიური დეფორმაციის ენერგიის დაგროვება დაჭიმულ კუნთებსა და მყესებში.როდესაც კუნთების შეკუმშვას წინ უძღვის გაჭიმვის ფაზა, ძალები, ძალა და წარმოებული სამუშაო უფრო მეტია, ვიდრე შეკუმშვისას წინასწარი გაჭიმვის გარეშე. გაჭიმვის შემდეგ, შეკუმშვის სიჩქარე იზრდება კუნთის ელასტიური კომპონენტების აღდგენის სიჩქარის გამო.

კუნთ-საყლაპავის სისტემის დაჭიმვა ასევე იძლევა ელასტიური დეფორმაციის ენერგიის დაგროვებისა და გამოყენების საშუალებას. შეფასებულია, რომ აქილევსის მყესი იჭიმება 18 მმ-ით საშუალო სიჩქარით სირბილის დროს, აგროვებს 42 J ენერგიას. არაწრფივი კავშირი დაჭიმვის რაოდენობასა და შენახულ ენერგიას შორის გვიჩვენებს, რომ დიდი მონაკვეთები ინახავს მეტ ენერგიას, ვიდრე მცირე. ელასტიური გაჭიმვა მნიშვნელოვან წვლილს შეიტანს კუნთების აქტივობაში მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ კუნთების აქტიურ დაჭიმვას დაუყოვნებლივ მოჰყვება კუნთების შეკუმშვის დაძლევის რეჟიმი. კრაუჩის ნახტომის უფრო მაღალი შესრულება სტატიკური პოზიციიდან ნახტომთან შედარებით აჩვენებს კუნთების წინასწარ დაჭიმვის უპირატესობას.

სავარჯიშო სისტემების უზარმაზარი შერჩევით, რთული იქნება გამოცდილი სპორტსმენის გაოცება რაიმე ახლით. მაგრამ სინამდვილეში, ჩვენ გვინდა შეგახსენოთ ერთი დაუმსახურებლად მივიწყებული სასწავლო პროგრამა, რომელიც მიზნად ისახავს არა მხოლოდ მთელი სხეულის კუნთების გაძლიერებას, არამედ გონებრივი სიძლიერის განვითარებას. არა, ეს არ არის იოგა! ეს არის "იზოტონი" სისტემა, რომელიც 1992 წელს შეიმუშავა რუსმა მეცნიერმა ვ. ახლა თქვენ შეგიძლიათ გამოიყენოთ ის სახლში წონის დასაკლებად და ჯანმრთელობის გასაუმჯობესებლად.

განსხვავება იზოტონურ სისტემასა და სხვა დატვირთვებს შორის

მეცნიერებმა ჯერ დიდი დრო დახარჯეს და უმტკივნეულოდ სწავლობდნენ და აანალიზებდნენ ვარჯიშის სხვადასხვა სისტემას: იოგას, ბოდიბილდინგი, აერობიკა, კალანეტიკა, ასევე ფიზიკური თერაპიის განვითარება. შედეგი არის ახალი სისტემა, რომელიც მიზნად ისახავს სხეულის განკურნებას იმუნური და ენდოკრინული სისტემების ნორმალიზებით, საიტი თანხმდება. ის ეხმარება:

შესრულების გაუმჯობესება. ამის მიღწევა შესაძლებელია მოკლე პერიოდში, ორიდან სამ თვემდე, რომლის დროსაც ჭარბი ცხიმოვანი დეპოზიტები იწვება და მჭლე სხეულის მასა იზრდება.
. გამოიყენეთ მცირე დრო მაქსიმალური ეფექტის მისაღწევად. ეს ფაქტორი, მისი მუდმივი დეფიციტის პირობებში, ასევე საკმაოდ მნიშვნელოვანია.

ამიტომ, ამ პროგრამის დაცვით, თქვენ საბოლოოდ მიიღებთ შესაძლებლობას:

გააძლიერე შენი ჯანმრთელობა და შეინარჩუნე სხეულის ყველა სისტემა ნორმალურ მუშა მდგომარეობაში.
. ფსიქოლოგიური და ემოციური მდგომარეობის ნორმალიზება;
. ადვილია დილით ადგომა და ძალების დაკარგვის დავიწყება;
. ნორმალური წონის მომატება;
. მიიღეთ მიმზიდველი სხეული და თავს კარგად გრძნობთ ამით.

ამ სისტემის მთავარი განსხვავებაა ვარჯიშის სტატიკური დინამიური რეჟიმი, ანუ ყველა ვარჯიში შესრულებულია ძალიან შეუფერხებლად და ნელა, მუდმივად ინარჩუნებს კუნთებს დაძაბულ მდგომარეობაში. ვარჯიში ეფექტურად ითვლება, როცა ყოველი ვარჯიში წარუმატებლად შესრულდება, ე.ი. წინააღმდეგობის დაძლევის შეუძლებლობის განცდაზე.

თუმცა, პარადოქსულად, ეს სისტემა არ იწვევს შემდგომ კუნთების ტკივილს და ხელს უწყობს სწრაფ აღდგენას.

იზოტონის სისტემის გამოყენებით ვარჯიშის თავისებურებები

როგორც უკვე აღვნიშნეთ, ვარჯიში მიმდინარეობს კუნთების დაწვამდე. შესრულების ტემპი ძალიან ნელია, თქვენ უნდა იმოქმედოთ 30/30 სქემის მიხედვით. იმათ. ვარჯიშს 30 წამი ეთმობა, დასვენებისთვის 30 წამი. სამჯერ ვიყენებთ ერთი ვარჯიშისთვის. თუ თქვენი ვარჯიში არ იძლევა საშუალებას, შეგიძლიათ შეამციროთ დატვირთვა 20/40-ით.

როდესაც თქვენი დონე იზრდება, შეგიძლიათ გამოიყენოთ წრიული ვარჯიში, ე.ი. შეასრულეთ ვარჯიშები დასვენების გარეშე, შემდეგ შესვენება 1-2 წუთის განმავლობაში. შემდეგ გაიმეორეთ ეს წრე 4-ჯერ.

იზოტონის სავარჯიშო პროგრამა სახლისთვის

ჯერ ვმუშაობთ დიდ კუნთებზე, შემდეგ ვავარჯიშებთ პატარებს:

1. ნახევრად squats. საწყის მდგომარეობაში: ფეხები მხრების სიგანეზე, ხელები ქამარზე, ფეხები ოდნავ მოხრილი. ნელა იჯექით, სანამ თეძოები იატაკის პარალელურად არ იქნება, შემდეგ ნელა დაბრუნდით. არ არის საჭირო ფეხების გასწორება საწყის მდგომარეობაში, ისინი ყოველთვის დაძაბული უნდა იყვნენ.

2. ლუნგები. დგომა გრძელ ნაბიჯს ვდგამთ ფეხებით, ხელებით ქამრებზე - საწყისი პოზიცია. ჩვენ ვიწყებთ ნელა ქვევით დაწევას, სანამ მუხლი თითქმის არ შეეხება იატაკს (მაგრამ არ არის საჭირო მისი იატაკზე დადება). ახლა კი დავბრუნდეთ.

3. აწიეთ დუნდულები. დაწექი იატაკზე. მოხარეთ ფეხები მუხლებში და მოათავსეთ დუნდულოებთან ახლოს, ხელები სხეულის გასწვრივ. აწიეთ მენჯი თანდათანობით, ხუმრობის გარეშე, სანამ ის თქვენს სხეულთან სწორ ხაზში არ იქნება. ჩვენ უკან ვბრუნდებით, მაგრამ დუნდულებს არ ვათავსებთ იატაკზე, ვინარჩუნებთ დაძაბულობას.
4. მუხლის ბიძგები. ჩვენ მუხლებს ვეყრებით, ხელები მხრებზე უფრო ფართოა. ვიწყებთ ნელი ბიძგს იატაკზე. უკან დაბრუნებისას ხელებს ბოლომდე არ ვწვავთ, მათ უნდა შეინარჩუნონ დაძაბულობა.

5. უკუ ბიძგები. გამოიყენეთ სკამი ან სხვა საყრდენი. ზურგს ვაქცევთ საყრდენს, ვისვენებთ ხელისგულებით და ოდნავ ვხრით ფეხებს. ჩვენ გადავიტანთ სხეულის წონას ხელისგულებზე და ქუსლებზე, იატაკის ზემოთ. დავიწყოთ ბიძგები. ქვევით ჩავდივართ და ვდგებით უკან, ხელების მთლიანად გასწორების გარეშე.

6. გრეხილი. იწვა იატაკზე, ფეხები მოხრილი, ფეხზე დაყრდნობილი. ხელები მკერდზე გადააჯვარედინე. თავსა და მხრის სარტყელს ერთდროულად ავწევთ, უკან ვწევთ, მაგრამ მხრები და თავი ჩამოკიდებული რჩება.
7. უკუ კრუნჩხვები. ზურგზე დაწექით, მოხრილი ფეხები ასწიეთ 90 გრადუსიან კუთხემდე. ზურგი და მენჯი იატაკზე დაჭერით, შემდეგ მენჯს ავწევთ, ფეხები კი მკერდისკენ მიიწევს და საწყის მდგომარეობას ვუბრუნდებით. დააკვირდით მუცლის კუნთებს, ისინი ყოველთვის დაძაბულები არიან.
8. ფიცარი. დაწექი იატაკზე. დაიჭირეთ თავი იდაყვებში მოხრილ მკლავებზე და თითებზე. აწიეთ სხეული და დაიჭირეთ რაც შეიძლება დიდხანს. შეინარჩუნეთ სრულიად დონის პოზიცია.

ძრავის ეფექტურობაან საავტომობილო მანქანები გამოითვლება მოხმარებული ენერგიის პროცენტულად, რომელიც გარდაიქმნება სამუშაოდ სითბოს ნაცვლად. კუნთებში ენერგიის რაოდენობა, რომელიც შეიძლება გარდაიქმნას სამუშაოდ, თუნდაც საუკეთესო პირობებში, არის კუნთში მიწოდებული მთლიანი ენერგიის 25%-ზე ნაკლები (კვებითი ნივთიერებების ქიმიური ენერგია), ხოლო დარჩენილი ენერგია გარდაიქმნება სითბოდ. ამ დაბალი ეფექტურობის მიზეზი არის ის ფაქტი, რომ საკვები ნივთიერებების ენერგიის დაახლოებით ნახევარი იკარგება ატფ-ის წარმოქმნის დროს და თავად ატფ-ის ენერგიის მხოლოდ 40-45% შეიძლება მოგვიანებით გარდაიქმნას სამუშაოდ.

მაქსიმალური ეფექტურობარეალიზდება მხოლოდ იმ შემთხვევაში, თუ კუნთი იკუმშება ზომიერი სიჩქარით. როდესაც კუნთი იკუმშება ნელა ან ყოველგვარი შეკუმშვის გარეშე შეკუმშვის დროს, მცირე რაოდენობის დამხმარე სითბო გამოიყოფა, სანამ მცირე სამუშაოები კეთდება ან საერთოდ არ კეთდება, რაც ამცირებს კონვერტაციის ეფექტურობას ნულამდე. ამის საპირისპიროდ, თუ შეკუმშვა ძალიან სწრაფია, მეტი ენერგია გამოიყენება კუნთში ბლანტი ხახუნის დასაძლევად და ეს ასევე ამცირებს შეკუმშვის ეფექტურობას. როგორც წესი, მაქსიმალური ეფექტურობა ვითარდება მაშინ, როდესაც შეკუმშვის მაჩვენებელი არის დაახლოებით 30%.

ბევრი კუნთების შეკუმშვის მახასიათებლებიშეიძლება აჩვენოს ერთი კუნთის შეკუმშვის მაგალითის გამოყენებით. ასეთი შეკუმშვა წარმოიქმნება ნერვის კუნთის ინერვაციით ერთი ელექტრული სტიმულაციის ან თვით კუნთის ხანმოკლე ელექტრული სტიმულაციის შედეგად, რაც იწვევს ერთი შეკუმშვის განვითარებას, რომელიც გრძელდება წამის ფრაქცია.

იზომეტრიული და იზოტონური შეკუმშვა. კუნთების შეკუმშვას უწოდებენ იზომეტრულს, თუ კუნთი არ იკლებს შეკუმშვის დროს და იზოტონურს, თუ კუნთი მოკლდება, მაგრამ მისი დაძაბულობა მუდმივი რჩება შეკუმშვის დროს.

IN იზომეტრიული კუნთების სისტემაიკუმშება სიგრძის შემცირების გარეშე, ხოლო იზოტონურ სისტემაში კუნთი მცირდება ფიქსირებული დატვირთვის წინააღმდეგ: კუნთი ასწევს სასწორს არათანაბარი წონით. იზომეტრული სისტემა მკაცრად აღრიცხავს ცვლილებებს კუნთების შეკუმშვის სიძლიერეში და იზოტონური შეკუმშვის პარამეტრები დამოკიდებულია დატვირთვაზე, რომლის მიმართაც კუნთი იკუმშება, ასევე დატვირთვის ინერციაზე. ამასთან დაკავშირებით, სხვადასხვა ტიპის კუნთების ფუნქციური მახასიათებლების შედარებისას, ყველაზე ხშირად გამოიყენება იზომეტრიული სისტემა.

თავისებურებები ერთჯერადი იზომეტრიული შეკუმშვა, ჩაწერილია სხვადასხვა კუნთებიდან. ადამიანის სხეული შეიცავს სხვადასხვა ზომის ბევრ კუნთს - შუა ყურის ძალიან პატარა სტეპედიუსის კუნთიდან, რამდენიმე მილიმეტრი სიგრძით და დაახლოებით 1 მმ დიამეტრით, ძალიან დიდ ოთხთავიან კუნთებამდე, 500 000-ჯერ უფრო დიდი ვიდრე სტეპედიუსი. ამ შემთხვევაში, ბოჭკოების დიამეტრი შეიძლება იყოს მცირე (10 μm) ან დიდი (80 μm). და ბოლოს, კუნთების შეკუმშვის ენერგია მნიშვნელოვნად განსხვავდება ერთი კუნთიდან მეორეში. ამიტომ გასაკვირი არ არის, რომ სხვადასხვა კუნთების შეკუმშვის მექანიკური მახასიათებლები განსხვავდება.

ფიგურაში ნაჩვენებია რეგისტრაციის მრუდები იზომეტრული შეკუმშვაჩონჩხის კუნთების სამი ტიპი: თვალის კუნთი (იზომეტრიული შეკუმშვის ხანგრძლივობა 1/40 წმ-ზე ნაკლები), გასტროკნემიუსის კუნთი (შეკუმშვის ხანგრძლივობა დაახლოებით 1/15 წმ) და ძირის კუნთი (შეკუმშვის ხანგრძლივობა დაახლოებით 1/3 წმ). საინტერესოა, რომ შეკუმშვის ეს ხანგრძლივობა მორგებულია შესაბამისი კუნთების ფუნქციებზე. თვალის მოძრაობა უნდა იყოს ძალიან სწრაფი, რათა შენარჩუნდეს თვალების ფიქსაცია ობიექტზე ნათელი ხედვისთვის. გასტროკნემიუსის კუნთი ზომიერად სწრაფად უნდა შეკუმშვას, რათა ქვედა კიდურს საკმარისი სიჩქარე ჰქონდეს სირბილისთვის ან ხტომისთვის. და სოლეუსის კუნთი უმთავრესად ნელ შეკუმშვას ეხება, რათა ორგანიზმს დიდი ხნის განმავლობაში განუწყვეტლივ უჭერდეს სიმძიმის წინააღმდეგ.

სწრაფი და ნელი კუნთების ბოჭკოები. როგორც სპორტის ფიზიოლოგიის წინა სტატიებში განვიხილეთ, სხეულის თითოეული კუნთი შედგება ეგრეთ წოდებული სწრაფი და ნელი კუნთების ბოჭკოების კოლექციისგან, ისევე როგორც სხვა ბოჭკოებისგან, რომლებსაც აქვთ გარდამავალი თვისებები. სწრაფად მოქნილი კუნთები შედგება ძირითადად ჩქარი შეკუმშვის ბოჭკოებისგან და მხოლოდ მცირე რაოდენობის ნელი ბოჭკოებისგან. პირიქით, ნელი რეაგირების კუნთები ძირითადად შედგება ნელი ბოჭკოებისგან. ამ ორი ტიპის ბოჭკოებს შორის განსხვავებები შემდეგია.

სწრაფი ბოჭკოები: (1) დიდი ბოჭკოები, რომლებიც უზრუნველყოფენ უფრო მეტ კონტრაქტურ ძალას; (2) აქვს კარგად განვითარებული სარკოპლაზმური ბადე კალციუმის იონების სწრაფი განთავისუფლებისთვის, რომლებიც იწყებენ შეკუმშვას; (3) შეიცავს გლიკოლიზურ ფერმენტების დიდ რაოდენობას გლიკოლიზის გზით ენერგიის სწრაფი განთავისუფლებისთვის; (4) აქვთ შედარებით ცუდი სისხლით მომარაგება, ვინაიდან ჟანგვითი მეტაბოლიზმი მეორეხარისხოვანია; (5) შეიცავს რამდენიმე მიტოქონდრიას, ასევე ჟანგვითი მეტაბოლიზმის უმნიშვნელო მნიშვნელობის გამო.

ნელი ბოჭკოები: (1) პატარა ბოჭკოები; (2) ასევე ინერვატირდება უფრო მცირე ნერვული ბოჭკოებით; (3) აქვს სისხლძარღვებისა და კაპილარების კარგად განვითარებული სისტემა დიდი რაოდენობით ჟანგბადის მიწოდებისთვის; (4) შეიცავს მნიშვნელოვნად მეტ მიტოქონდრიას ოქსიდაციური მეტაბოლიზმის მაღალი დონის მხარდასაჭერად; (5) შეიცავს დიდი რაოდენობით მიოგლობინს, რკინის შემცველ ცილას, რომელიც ჰგავს სისხლის წითელი უჯრედების ჰემოგლობინს. მიოგლობინი აკავშირებს ჟანგბადს და ინახავს მას საჭიროებამდე (ეს ასევე მნიშვნელოვნად ზრდის ჟანგბადის ტრანსპორტირების სიჩქარეს მიტოქონდრიაში). მიოგლობინი ნელ ბოჭკოებს აძლევს მოწითალო იერს, რის გამოც მათ წითელ ბოჭკოებს უწოდებენ და სწრაფ ბოჭკოებში წითელი მიოგლობინის დეფიციტის გამო მათ თეთრ ბოჭკოებს უწოდებენ.

რომლებიც განსხვავდებიან უჯრედული და ქსოვილის ორგანიზებით, ინერვაციით და გარკვეულწილად ფუნქციონირების მექანიზმებით. ამავდროულად, ამ ტიპის კუნთებს შორის კუნთების შეკუმშვის მოლეკულურ მექანიზმებში ბევრი მსგავსებაა.

ჩონჩხის კუნთები

ჩონჩხის კუნთები კუნთოვანი სისტემის აქტიური ნაწილია. განივზოლიანი კუნთების შეკუმშვის აქტივობის შედეგად ხდება შემდეგი:

• სხეულის მოძრაობა სივრცეში;
• სხეულის ნაწილების მოძრაობა ერთმანეთთან შედარებით;
• პოზის შენარჩუნება.

გარდა ამისა, კუნთების შეკუმშვის ერთ-ერთი შედეგია სითბოს გამომუშავება.

ადამიანებში, ისევე როგორც ყველა ხერხემლიანში, ჩონჩხის კუნთების ბოჭკოებს აქვთ ოთხი მნიშვნელოვანი თვისება:

• აგზნებადობა- სტიმულზე რეაგირების უნარი იონური გამტარიანობისა და მემბრანის პოტენციალის ცვლილებებით;
• გამტარობა -მთელი ბოჭკოს გასწვრივ მოქმედების პოტენციალის ჩატარების უნარი;
• შეკუმშვა- შეკუმშვის ან დაძაბულობის შეცვლის უნარი აღგზნებისას;
• ელასტიურობა -დაძაბულობის განვითარების უნარი.

ბუნებრივ პირობებში, კუნთების აგზნება და შეკუმშვა გამოწვეულია ნერვული იმპულსებით, რომლებიც შედიან კუნთების ბოჭკოებში ნერვული ცენტრებიდან. ექსპერიმენტში აგზნების გამოსაწვევად გამოიყენება ელექტრო სტიმულაცია.

თვით კუნთის პირდაპირ სტიმულაციას პირდაპირი სტიმულაცია ეწოდება; საავტომობილო ნერვის გაღიზიანება, რომელიც იწვევს ამ ნერვის მიერ ინერვაციული კუნთის შეკუმშვას (ნეირომოტორული ერთეულების აგზნება) არის არაპირდაპირი გაღიზიანება. იმის გამო, რომ კუნთოვანი ქსოვილის აგზნებადობა ნერვულ ქსოვილზე დაბალია, გამაღიზიანებელი დენის ელექტროდების პირდაპირ კუნთზე გამოყენება ჯერ კიდევ არ იძლევა პირდაპირ გაღიზიანებას: დენი, რომელიც ვრცელდება კუნთოვან ქსოვილზე, ძირითადად მოქმედებს ძრავის დაბოლოებებზე. მასში განლაგებული ნერვები და აღაგზნებს მათ, რაც იწვევს კუნთების შეკუმშვას.

აბრევიატურების სახეები

იზოტონური რეჟიმი- შეკუმშვა, რომლის დროსაც კუნთი იკლებს დაძაბულობის შექმნის გარეშე. ასეთი შემცირება შესაძლებელია მყესის მოჭრის ან გასკდომისას ან იზოლირებულ (სხეულიდან ამოღებულ) კუნთზე ექსპერიმენტის დროს.

იზომეტრიული რეჟიმი- შეკუმშვა, რომელშიც კუნთების დაძაბულობა იზრდება, მაგრამ სიგრძე პრაქტიკულად არ მცირდება. ეს შემცირება შეინიშნება დიდი ტვირთის აწევის მცდელობისას.

აუქსოტონური რეჟიმი -შეკუმშვა, რომლის დროსაც კუნთის სიგრძე იცვლება მისი დაძაბულობის მატებასთან ერთად. შემცირების ეს რეჟიმი შეინიშნება ადამიანის შრომითი საქმიანობის დროს. თუ კუნთის დაძაბულობა იკლებს, მაშინ ეს შეკუმშვა ე.წ კონცენტრული,და კუნთების დაძაბულობის გაზრდის შემთხვევაში მისი გახანგრძლივებისას (მაგალითად, დატვირთვის ნელა დაწევისას) - ექსცენტრიული შეკუმშვა.

კუნთების შეკუმშვის სახეები

არსებობს კუნთების შეკუმშვის ორი ტიპი: ერთჯერადი და ტეტანური.

როდესაც კუნთი გაღიზიანებულია ერთი სტიმულით, ხდება კუნთის ერთი შეკუმშვა, რომელშიც გამოიყოფა შემდეგი სამი ფაზა:

• ლატენტური პერიოდის ფაზა - იწყება სტიმულის დაწყებიდან შემცირების დაწყებამდე;
• შეკუმშვის ფაზა (შემოკლების ფაზა) - შეკუმშვის დასაწყისიდან მაქსიმალურ მნიშვნელობამდე;
• რელაქსაციის ფაზა - მაქსიმალური შეკუმშვიდან საწყის სიგრძემდე.

კუნთების ერთჯერადი შეკუმშვაშეინიშნება, როდესაც ნერვული იმპულსების მოკლე სერია მოტორული ნეირონებიდან მოდის კუნთში. მისი გამოწვევა შესაძლებელია კუნთზე ძალიან მოკლე (დაახლოებით 1 ms) ელექტრული სტიმულის გამოყენებით. კუნთების შეკუმშვა იწყება სტიმულის დაწყებიდან 10 ms-მდე დროის ინტერვალში, რომელსაც ლატენტური პერიოდი ეწოდება (ნახ. 1). შემდეგ ვითარდება დამოკლება (ხანგრძლივობა დაახლოებით 30-50 ms) და რელაქსაცია (50-60 ms). ერთი კუნთის შეკუმშვის მთელი ციკლი საშუალოდ 0,1 წმ-ს იღებს.

სხვადასხვა კუნთებში ერთი შეკუმშვის ხანგრძლივობა შეიძლება მნიშვნელოვნად განსხვავდებოდეს და დამოკიდებულია კუნთის ფუნქციურ მდგომარეობაზე. შეკუმშვის სიჩქარე და განსაკუთრებით რელაქსაცია ნელდება კუნთების დაღლილობის განვითარებასთან ერთად. სწრაფი კუნთები, რომლებსაც აქვთ მოკლევადიანი ერთჯერადი შეკუმშვა, მოიცავს თვალის კაკლის გარე კუნთებს, ქუთუთოებს, შუა ყურს და ა.შ.

კუნთოვანი ბოჭკოების მემბრანაზე მოქმედების პოტენციალის წარმოქმნის დინამიკის და მისი ერთჯერადი შეკუმშვის შედარებისას ცხადია, რომ მოქმედების პოტენციალი ყოველთვის უფრო ადრე ხდება და მხოლოდ ამის შემდეგ იწყება დამოკლების განვითარება, რომელიც გრძელდება მემბრანის რეპოლარიზაციის დასრულების შემდეგ. შეგახსენებთ, რომ კუნთოვანი ბოჭკოების მოქმედების პოტენციალის დეპოლარიზაციის ფაზის ხანგრძლივობაა 3-5 ms. დროის ამ პერიოდში ბოჭკოვანი მემბრანა იმყოფება აბსოლუტურ რეფრაქტერულ მდგომარეობაში, რასაც მოჰყვება მისი აგზნებადობის აღდგენა. ვინაიდან შემცირების ხანგრძლივობა დაახლოებით 50 ms-ია, აშკარაა, რომ შემცირების დროსაც კი, კუნთოვანი ბოჭკოების მემბრანა უნდა აღადგინოს აგზნებადობა და შეძლებს ახალ ზემოქმედებას უპასუხოს შეკუმშვით არასრული ფონზე. შესაბამისად, კუნთოვანი ბოჭკოების შეკუმშვის განვითარების ფონზე მათ მემბრანაზე შეიძლება გამოიწვიოს აგზნების ახალი ციკლები და შემდგომი კუმულაციური შეკუმშვა. ამ კუმულატიურ შემცირებას ე.წ ტეტანური(ტეტანუსი). ის შეიძლება შეინიშნოს ერთ ბოჭკოში და მთლიან კუნთში. თუმცა, ბუნებრივ პირობებში ტეტანური შეკუმშვის მექანიზმს მთლიან კუნთში აქვს თავისი თავისებურებები.

ბრინჯი. 1. ჩონჩხის კუნთოვანი ბოჭკოების აგზნებისა და შეკუმშვის ერთ ციკლებს შორის დროითი ურთიერთობები: a - მოქმედების პოტენციალის თანაფარდობა, Ca 2+-ის გამოყოფა სარკოპლაზმაში და შეკუმშვა: 1 - ლატენტური პერიოდი; 2 - შემოკლება; 3 - დასვენება; ბ - მოქმედების პოტენციალის, აგზნებადობის და შეკუმშვის თანაფარდობა

Ტეტანუსიეწოდება კუნთების შეკუმშვას, რომელიც ხდება მისი საავტომობილო ერთეულების შეკუმშვის შეჯამების შედეგად, რაც გამოწვეულია ამ კუნთის ინერვატორული საავტომობილო ნეირონებიდან მრავალი ნერვული იმპულსების მიღებით. მრავალი მოტორული ერთეულის ბოჭკოების შეკუმშვის დროს განვითარებული ძალების ჯამი ხელს უწყობს ტეტანური კუნთების შეკუმშვის ძალის გაზრდას და გავლენას ახდენს შეკუმშვის ხანგრძლივობაზე.

გამოარჩევენ დაკბილულიდა გლუვიტეტანუსი. ექსპერიმენტში დაკბილული ტეტანუსის დასაკვირვებლად კუნთი სტიმულირდება ელექტრული დენის იმპულსებით ისეთი სიხშირით, რომ ყოველი მომდევნო სტიმული გამოიყენება შემცირების ფაზის შემდეგ, მაგრამ რელაქსაციის დასრულებამდე. გლუვი ტეტანური შეკუმშვა ვითარდება უფრო ხშირი სტიმულაციის დროს, როდესაც შემდგომი სტიმული გამოიყენება კუნთების დამოკლების განვითარების დროს. მაგალითად, თუ კუნთების დამოკლების ფაზა არის 50 ms, რელაქსაციის ფაზა არის 60 ms, მაშინ დაკბილული ტეტანუსის მისაღებად აუცილებელია ამ კუნთის გაღიზიანება 9-19 ჰც სიხშირით, გლუვი ტეტანუსის მისაღებად - სიხშირით მინიმუმ 20 ჰც.

ტეტანუსის სხვადასხვა სახეობის საჩვენებლად, იზოლირებული ბაყაყის გასტროკნემიუსის კუნთის შეკუმშვის გრაფიკული ჩანაწერი ჩვეულებრივ გამოიყენება კიმოგრაფზე. ასეთი კიმოგრამის მაგალითი ნაჩვენებია ნახ. 2.

თუ შევადარებთ კუნთების შეკუმშვის სხვადასხვა რეჟიმის დროს განვითარებულ ამპლიტუდებს და ძალებს, ისინი მინიმალურია ერთი შეკუმშვით, მატულობენ დაკბილული ტეტანუსით და მაქსიმუმი ხდებიან გლუვი ტეტანური შეკუმშვით. შეკუმშვის ამპლიტუდისა და ძალის ამ ზრდის ერთ-ერთი მიზეზი ის არის, რომ კუნთოვანი ბოჭკოების მემბრანაზე AP წარმოქმნის სიხშირის ზრდას თან ახლავს კუნთოვანი ბოჭკოების სარკოპლაზმაში Ca 2+ იონების გამომუშავება და დაგროვება. , რაც ხელს უწყობს კონტრაქტურ ცილებს შორის ურთიერთქმედების უფრო ეფექტურობას.

ბრინჯი. 2. შეკუმშვის ამპლიტუდის დამოკიდებულება სტიმულაციის სიხშირეზე (სტიმულირების სიძლიერე და ხანგრძლივობა უცვლელია)

სტიმულაციის სიხშირის თანდათანობითი ზრდით, კუნთების შეკუმშვის სიძლიერე და ამპლიტუდა იზრდება მხოლოდ გარკვეულ ზღვარამდე - ოპტიმალური პასუხი. სტიმულაციის სიხშირეს, რომელიც იწვევს კუნთების უდიდეს პასუხს, ეწოდება ოპტიმალური. სტიმულაციის სიხშირის შემდგომ ზრდას თან ახლავს შეკუმშვის ამპლიტუდის და ძალის შემცირება. ამ ფენომენს ეწოდება საპასუხო პესიმუმი, ხოლო სტიმულაციის სიხშირეებს, რომლებიც აღემატება ოპტიმალურ მნიშვნელობას, ეწოდება პესიმალურს. ოპტიმუმის და პესიმუმის ფენომენები აღმოაჩინა N.E. ვვედენსკი.

ბუნებრივ პირობებში, საავტომობილო ნეირონების მიერ კუნთში ნერვული იმპულსების გაგზავნის სიხშირე და რეჟიმი უზრუნველყოფს ასინქრონულ ჩართვას შეკუმშვის პროცესში უფრო დიდი ან მცირე (დამოკიდებულია აქტიური საავტომობილო ნეირონების რაოდენობაზე) კუნთის საავტომობილო ერთეულებისა და მათი შეკუმშვის შეჯამება. სხეულის ინტეგრალური კუნთის შეკუმშვა ბუნებით ახლოს არის გლუვ-ტეგანურთან.

კუნთების ფუნქციური აქტივობის დასახასიათებლად ფასდება მათი ტონი და შეკუმშვა. კუნთების ტონუსი არის გახანგრძლივებული უწყვეტი დაძაბულობის მდგომარეობა, რომელიც გამოწვეულია მისი საავტომობილო ერთეულების მონაცვლეობით ასინქრონული შეკუმშვით. ამ შემთხვევაში, კუნთის შესამჩნევი დამოკლება შეიძლება არ იყოს იმის გამო, რომ ყველა საავტომობილო ერთეული არ არის ჩართული შეკუმშვის პროცესში, მაგრამ მხოლოდ ის საავტომობილო ერთეული, რომელთა თვისებები საუკეთესოდ არის ადაპტირებული კუნთების ტონის შესანარჩუნებლად და მათი ასინქრონული შეკუმშვის სიძლიერეზე. არ არის საკმარისი კუნთის შესამცირებლად. ასეთი ერთეულების შეკუმშვა რელაქსაციისგან დაძაბულობაზე გადასვლისას ან დაძაბულობის ხარისხის შეცვლისას ეწოდება მატონიზირებელი.მოკლევადიანი შეკუმშვა, რომელსაც თან ახლავს კუნთების სიძლიერის და სიგრძის ცვლილებები, ეწოდება ფიზიკური.

კუნთების შეკუმშვის მექანიზმი

კუნთოვანი ბოჭკო არის მრავალბირთვიანი სტრუქტურა, რომელიც გარშემორტყმულია მემბრანით და შეიცავს სპეციალიზებულ კონტრაქტურ აპარატს. -მიოფიბრილები(ნახ. 3). გარდა ამისა, კუნთოვანი ბოჭკოების ყველაზე მნიშვნელოვანი კომპონენტებია მიტოქონდრია, გრძივი მილაკების სისტემები - სარკოპლაზმური რეტიკულუმი და განივი მილაკების სისტემა - T-სისტემა.

ბრინჯი. 3. კუნთოვანი ბოჭკოს სტრუქტურა

კუნთოვანი უჯრედის კონტრაქტული აპარატის ფუნქციური ერთეულია სარკომერი,მიოფიბრილი შედგება სარკომერებისგან. სარკომერები ერთმანეთისგან გამოყოფილია Z-ფირფიტებით (სურ. 4). სარკომერები მიოფიბრილში განლაგებულია თანმიმდევრულად, ამიტომ კაპკომერების შეკუმშვა იწვევს მიოფიბრილის შეკუმშვას და კუნთოვანი ბოჭკოს საერთო დამოკლებას.

ბრინჯი. 4. სარკომერის სტრუქტურის სქემა

კუნთების ბოჭკოების სტრუქტურის შესწავლამ მსუბუქი მიკროსკოპით გამოავლინა მათი განივი ზოლები, რაც განპირობებულია პროტოფიბრილების კონტრაქტული ცილების სპეციალური ორგანიზებით - აქტინიდა მიოზინი.აქტინის ძაფები წარმოდგენილია ორმაგი ძაფით, რომელიც გადაუგრიხეს ორმაგ სპირალში, რომლის სიმაღლეა დაახლოებით 36,5 ნმ. ეს ძაფები არის 1 მკმ სიგრძისა და 6-8 ნმ დიამეტრის, რომელთა რიცხვი დაახლოებით 2000-ს აღწევს და ერთ ბოლოზე მიმაგრებულია Z- ფირფიტაზე. ძაფისებრი ცილის მოლეკულები განლაგებულია აქტინის სპირალის გრძივი ღარებში. ტროპომიოზინი. 40 ნმ ნაბიჯით, სხვა ცილის მოლეკულა მიმაგრებულია ტროპომიოზინის მოლეკულაზე - ტროპონინი.

ტროპონინი და ტროპომიოზინი თამაშობენ (იხ. სურ. 3) მნიშვნელოვან როლს აქტინსა და მიოსინს შორის ურთიერთქმედების მექანიზმებში. სარკომერის შუაში, აქტინის ძაფებს შორის, არის სქელი მიოზინის ძაფები დაახლოებით 1,6 მკმ სიგრძით. პოლარიზებულ მიკროსკოპში, ეს უბანი ჩანს მუქი ფერის ზოლის სახით (ორმხრივი შეფერხების გამო) - ანიზოტროპული A-დისკი.მის ცენტრში უფრო მსუბუქი ზოლი ჩანს ჰ.დასვენების დროს აქტინის ძაფები არ არის. Ორივე მხარეს A-დისკი არის ხილული სინათლე იზოტროპულიზოლები - I-დისკებიიქმნება აქტინის ძაფებით.

მოსვენების დროს აქტინისა და მიოზინის ძაფები ერთმანეთს ოდნავ გადაფარავს ისე, რომ სარკომერის მთლიანი სიგრძე დაახლოებით 2,5 მკმ-ია. ცენტრში ელექტრონული მიკროსკოპით ჰ- აღმოჩენილია ზოლები M-line -სტრუქტურა, რომელიც ინახავს მიოზინის ძაფებს.

ელექტრონული მიკროსკოპია გვიჩვენებს, რომ მიოზინის ძაფის გვერდებზე არის გამონაყარი, რომელსაც ჯვარედინი ხიდები ეწოდება. თანამედროვე კონცეფციების მიხედვით, განივი ხიდი შედგება თავისა და კისრისგან. თავი იძენს გამოხატულ ATPase აქტივობას აქტინთან შეკავშირებისას. კისერს აქვს ელასტიური თვისებები და არის დაკიდებული სახსარი, ამიტომ ჯვრის ხიდის თავს შეუძლია ბრუნოს თავისი ღერძის გარშემო.

თანამედროვე ტექნოლოგიების გამოყენებამ შესაძლებელი გახადა დადგინდეს, რომ ელექტრული სტიმულაციის გამოყენება ზონაში ზ- ფირფიტა იწვევს სარკომერის შემცირებას, ხოლო დისკის ზონის ზომას აარ იცვლება, მაგრამ ზოლების ზომა ნდა მემცირდება. ამ დაკვირვებებმა აჩვენა, რომ მიოზინის ძაფების სიგრძე არ იცვლება. მსგავსი შედეგები მიიღეს კუნთის დაჭიმვისას - აქტინისა და მიოზინის ძაფების შინაგანი სიგრძე არ შეცვლილა. ექსპერიმენტების შედეგად გაირკვა, რომ შეიცვალა აქტინისა და მიოზინის ძაფების ურთიერთგადახურვის არეალი. ამ ფაქტებმა საშუალება მისცა X.-სა და A. Huxley-ს შემოეთავათ ძაფის ცურვის თეორია კუნთების შეკუმშვის მექანიზმის ასახსნელად. ამ თეორიის თანახმად, შეკუმშვის დროს სარკომერის ზომა მცირდება თხელი აქტინის ძაფების აქტიური მოძრაობის გამო სქელ მიოზინის ძაფებთან შედარებით.

ბრინჯი. 5. ა - სარკოპლაზმური ბადის, განივი მილაკების და მიოფიბრილების ორგანიზაციის დიაგრამა. B - განივი მილაკების და სარკოპლაზმური რეტიკულუმის ანატომიური სტრუქტურის დიაგრამა ჩონჩხის კუნთების ცალკეულ ბოჭკოში. B - სარკოპლაზმური რეტიკულუმის როლი ჩონჩხის კუნთების შეკუმშვის მექანიზმში

კუნთოვანი ბოჭკოების შეკუმშვის პროცესში მასში ხდება შემდეგი გარდაქმნები:

ელექტროქიმიური გადაქცევა:

• PD თაობა;
• PD-ის განაწილება T-სისტემის მეშვეობით;
• T-სისტემის და სარკოპლაზმური ბადის საკონტაქტო ზონის ელექტროსტიმულაცია, ფერმენტების გააქტიურება, ინოზიტოლ ტრიფოსფატის წარმოქმნა, Ca 2+ იონების უჯრედშიდა კონცენტრაციის მომატება;

ქიმიომექანიკური ტრანსფორმაცია:

• Ca 2+ იონების ურთიერთქმედება ტროპონინთან, ტროპომიოზინის კონფიგურაციის ცვლილება, აქტიური ცენტრების გათავისუფლება აქტინის ძაფებზე;
• მიოზინის თავის ურთიერთქმედება აქტინთან, თავის ბრუნვა და ელასტიური წევის განვითარება;
• აქტინისა და მიოზინის ძაფების სრიალი ერთმანეთთან შედარებით, სარკომერის ზომის შემცირება, დაძაბულობის განვითარება ან კუნთოვანი ბოჭკოების შემცირება.

აგზნების გადატანა საავტომობილო ნეირონიდან კუნთოვან ბოჭკოზე ხდება შუამავლის აცეტილქოლინის (ACh) გამოყენებით. ACh-ის ურთიერთქმედება ბოლო ფირფიტის ქოლინერგულ რეცეპტორთან იწვევს ACh-მგრძნობიარე არხების გააქტიურებას და ბოლო ფირფიტის პოტენციალის გამოჩენას, რომელიც შეიძლება მიაღწიოს 60 მვ-ს. ამ შემთხვევაში, ბოლო ფირფიტის უბანი ხდება გამაღიზიანებელი დენის წყარო კუნთოვანი ბოჭკოების მემბრანისთვის და უჯრედის მემბრანის ბოლო ფირფიტის მიმდებარე უბნებში ხდება PD, რომელიც ვრცელდება ორივე მიმართულებით დაახლოებით სიჩქარით. 3-5 მ/წმ 36 °C ტემპერატურაზე. ამრიგად, PD-ის თაობა არის პირველი ეტაპიკუნთების შეკუმშვა.

მეორე ეტაპიარის PD-ის გავრცელება კუნთოვან ბოჭკოში მილაკების განივი სისტემის მეშვეობით, რომელიც ემსახურება როგორც დამაკავშირებელ ზედაპირულ მემბრანასა და კუნთოვანი ბოჭკოს კონტრაქტურ აპარატს შორის. G-სისტემა მჭიდრო კავშირშია ორი მეზობელი სარკომერის სარკოპლაზმური ბადის ბოლო ცისტერნებთან. საკონტაქტო ადგილის ელექტრული სტიმულაცია იწვევს კონტაქტის ადგილზე მდებარე ფერმენტების გააქტიურებას და ინოზიტოლ ტრიფოსფატის წარმოქმნას. ინოზიტოლ ტრიფოსფატი ააქტიურებს ტერმინალური ცისტერნების მემბრანების კალციუმის არხებს, რაც იწვევს ცისტერნებიდან Ca 2+ იონების გამოყოფას და Ca 2+-ის უჯრედშიდა კონცენტრაციის მატებას "10 -7-დან 10 -5-მდე. კომპლექტი პროცესების, რომლებიც იწვევს Ca 2+-ის უჯრედშიდა კონცენტრაციის მატებას, მთავარია მესამე ეტაპიკუნთების შეკუმშვა. ამრიგად, პირველ ეტაპებზე AP-ის ელექტრული სიგნალი გარდაიქმნება ქიმიურად - Ca 2+-ის უჯრედშიდა კონცენტრაციის მატება, ე.ი. ელექტროქიმიური გადაქცევა(ნახ. 6).

როდესაც Ca 2+ იონების უჯრედშიდა კონცენტრაცია იზრდება, ისინი უკავშირდებიან ტროპონინს, რაც ცვლის ტროპომიოზინის კონფიგურაციას. ეს უკანასკნელი შეერევა აქტინის ძაფებს შორის არსებულ ღარში; ამ შემთხვევაში, აქტინის ძაფებზე იხსნება უბნები, რომლებთანაც შეუძლიათ ურთიერთქმედება მიოზინის ჯვარედინი ხიდები. ტროპომიოზინის ეს გადაადგილება გამოწვეულია ტროპონინის ცილის მოლეკულის წარმოქმნის ცვლილების გამო Ca 2+-ის შეკავშირებისას. შესაბამისად, Ca 2+ იონების მონაწილეობა აქტინსა და მიოსინს შორის ურთიერთქმედების მექანიზმში შუამავლობით ხდება ტროპონინისა და ტროპომიოზინის მეშვეობით. ამრიგად, მეოთხე ეტაპიელექტრომექანიკური შეერთება არის კალციუმის ურთიერთქმედება ტროპონინთან და ტროპომიოზინის გადაადგილება.

ჩართულია მეხუთე ეტაპიელექტრომექანიკური შეერთება ხდება მაშინ, როდესაც მიოზინის ჯვარედინი ხიდის თავი ემაგრება აქტინის ხიდს - რამდენიმე თანმიმდევრულად განლაგებულ სტაბილურ ცენტრს შორის პირველს. ამ შემთხვევაში, მიოზინის თავი ბრუნავს თავისი ღერძის გარშემო, რადგან მას აქვს რამდენიმე აქტიური ცენტრი, რომლებიც თანმიმდევრულად ურთიერთქმედებენ აქტინის ძაფის შესაბამის ცენტრებთან. თავის ბრუნვა იწვევს ჯვრის ხიდის კისრის ელასტიური წევის ზრდას და დაძაბულობის ზრდას. შეკუმშვის განვითარების ყოველ კონკრეტულ მომენტში ჯვარედინი ხიდების თავების ერთი ნაწილი აქტინის ძაფთან არის დაკავშირებული, მეორე თავისუფალია, ე.ი. არსებობს მათი ურთიერთქმედების თანმიმდევრობა აქტინის ძაფთან. ეს უზრუნველყოფს შემცირების გლუვ პროცესს. მეოთხე და მეხუთე ეტაპზე ხდება ქიმიომექანიკური ტრანსფორმაცია.

ბრინჯი. 6. ელექტრომექანიკური პროცესები კუნთში

აქტინის ძაფთან ჯვრის ხიდების თავების შეერთებისა და განცალკევების თანმიმდევრული რეაქცია იწვევს თხელი და სქელი ძაფების სრიალს ერთმანეთთან შედარებით და სარკომერის ზომისა და კუნთის მთლიანი სიგრძის შემცირებას, რაც არის მეექვსე ეტაპი.აღწერილი პროცესების მთლიანობა წარმოადგენს ძაფის სრიალის თეორიის არსს (ნახ. 7).

თავდაპირველად ითვლებოდა, რომ Ca 2+ იონები ემსახურებოდნენ კოფაქტორს მიოზინის ATPase აქტივობისთვის. შემდგომმა კვლევებმა უარყო ეს ვარაუდი. მოსვენებულ კუნთებში აქტინს და მიოსინს პრაქტიკულად არ გააჩნიათ ATPase აქტივობა. მიოზინის თავის მიმაგრება აქტინთან იწვევს თავის ატფ-აზას აქტივობას.

ბრინჯი. 7. მოცურების ძაფების თეორიის ილუსტრაცია:

A. a - კუნთი მოსვენებულ მდგომარეობაში: A. 6 - კუნთი შეკუმშვის დროს: B. a. ბ - მიოზინის თავის აქტიური ცენტრების თანმიმდევრული ურთიერთქმედება აქტიურ ძაფის ცენტრებთან

მიოზინის თავის ატფ-აზას ცენტრში ატფ-ის ჰიდროლიზს თან ახლავს ამ უკანასკნელის კონფორმაციის ცვლილება და მისი გადაყვანა ახალ, მაღალ ენერგეტიკულ მდგომარეობაში. მიოზინის თავის ხელახალი მიმაგრება აქტინის ძაფის ახალ ცენტრთან კვლავ იწვევს თავის ბრუნვას, რაც უზრუნველყოფილია მასში შენახული ენერგიით. აქტინთან მიოზინის თავის შეერთებისა და გამოყოფის ყოველ ციკლში თითო ხიდზე იშლება ერთი ATP მოლეკულა. ბრუნვის სიჩქარე განისაზღვრება ATP დაშლის სიჩქარით. ნათელია, რომ სწრაფი ფაზური ბოჭკოები მოიხმარენ მნიშვნელოვნად მეტ ATP-ს ერთეულ დროში და ინარჩუნებენ ნაკლებ ქიმიურ ენერგიას მატონიზირებელი ვარჯიშის დროს, ვიდრე ნელი ბოჭკოები. ამრიგად, ქიმიომექანიკური ტრანსფორმაციის პროცესში ATP უზრუნველყოფს მიოზინის თავისა და აქტინის ძაფის განცალკევებას და უზრუნველყოფს ენერგიას მიოზინის თავის შემდგომი ურთიერთქმედებისთვის აქტინის ძაფის სხვა ნაწილთან. ეს რეაქციები შესაძლებელია კალციუმის კონცენტრაციებში 10-6 მ-ზე მეტი.

კუნთოვანი ბოჭკოების შემცირების აღწერილი მექანიზმები ვარაუდობენ, რომ რელაქსაცია პირველ რიგში მოითხოვს Ca 2+ იონების კონცენტრაციის შემცირებას. ექსპერიმენტულად დადასტურდა, რომ სარკოპლაზმურ რეტიკულუმს აქვს სპეციალური მექანიზმი - კალციუმის ტუმბო, რომელიც აქტიურად უბრუნებს კალციუმს ავზებში. კალციუმის ტუმბო გააქტიურებულია არაორგანული ფოსფატით, რომელიც წარმოიქმნება ატფ-ის ჰიდროლიზის დროს. და კალციუმის ტუმბოს ენერგომომარაგება ასევე განპირობებულია ატფ-ის ჰიდროლიზის დროს წარმოქმნილი ენერგიით. ამრიგად, ATP არის მეორე ყველაზე მნიშვნელოვანი ფაქტორი, რომელიც აბსოლუტურად აუცილებელია რელაქსაციის პროცესისთვის. სიკვდილის შემდეგ გარკვეული პერიოდის განმავლობაში კუნთები რბილი რჩება საავტომობილო ნეირონების მატონიზირებელი გავლენის შეწყვეტის გამო. შემდეგ ატფ-ის კონცენტრაცია მცირდება კრიტიკულ დონეზე და ქრება მიოზინის თავის გამოყოფის შესაძლებლობა აქტინის ძაფისგან. სიმკაცრის ფენომენი ჩნდება ჩონჩხის კუნთების გამოხატული სიმკვეთრით.

ატფ-ის ფუნქციური მნიშვნელობა ჩონჩხის კუნთების შეკუმშვის დროს

• ატფ-ის ჰიდროლიზი მიოზინის მიერ, რის შედეგადაც ჯვარედინი ხიდები იღებენ ენერგიას გამწევი ძალის განვითარებისთვის.
• ატფ-ის მიოზინთან შეკავშირება, რაც იწვევს აქტინზე მიმაგრებული ჯვარედინი ხიდების გამოყოფას, რაც ქმნის მათი აქტივობის ციკლის გამეორების შესაძლებლობას.
• ატფ-ის ჰიდროლიზი (Ca2+-ATPase-ის მოქმედებით) Ca 2+ იონების აქტიური ტრანსპორტირებისთვის სარკოპლაზმური ბადის ლატერალურ ცისტერნებში, რაც ამცირებს ციტოპლაზმური კალციუმის დონეს საწყის დონეზე.

შეკუმშვისა და ტეტანუსის ჯამი

თუ ექსპერიმენტში ორი ძლიერი ერთჯერადი სტიმულაცია მოქმედებს ერთ კუნთოვან ბოჭკოზე ან მთელ კუნთზე სწრაფი თანმიმდევრობით, შედეგად შეკუმშვას ექნება უფრო დიდი ამპლიტუდა, ვიდრე მაქსიმალური შეკუმშვა ერთი სტიმულაციის დროს. როგორც ჩანს, პირველი და მეორე გაღიზიანებით გამოწვეული კონტრაქტული ეფექტები ემატება. ამ მოვლენას ეწოდება შეკუმშვის შეჯამება (სურ. 8). იგი შეინიშნება როგორც პირდაპირი, ასევე არაპირდაპირი კუნთების გაღიზიანებით.

შეჯამება რომ მოხდეს, აუცილებელია, რომ გაღიზიანებებს შორის ინტერვალს ჰქონდეს გარკვეული ხანგრძლივობა: ის უნდა იყოს ცეცხლგამძლე პერიოდზე მეტი, წინააღმდეგ შემთხვევაში არ იქნება პასუხი მეორე გაღიზიანებაზე და უფრო მოკლე ვიდრე შეკუმშვის პასუხის მთელი ხანგრძლივობა. რომ მეორე გაღიზიანება გავლენას ახდენს კუნთზე მანამ, სანამ პირველი გაღიზიანების შემდეგ მოდუნდება. ამ შემთხვევაში შესაძლებელია ორი ვარიანტი: თუ მეორე სტიმულაცია მოვა მაშინ, როდესაც კუნთმა უკვე დაიწყო მოდუნება, მაშინ მიოგრაფიულ მრუდეზე ამ შეკუმშვის მწვერვალი გამოეყოფა პირველის მწვერვალს რეტრაქციის გზით (სურათი 8, G-D). ; თუ მეორე სტიმულაცია მოქმედებს მაშინ, როდესაც პირველს ჯერ არ მიუღწევია პიკს, მაშინ მეორე შეკუმშვა მთლიანად ერწყმის პირველს და ქმნის ერთიან შეჯამებულ პიკს (სურათი 8, A-B).

განვიხილოთ შეჯამება ბაყაყის გასტროკნემიუს კუნთში. მისი შეკუმშვის აღმავალი ფაზის ხანგრძლივობაა დაახლოებით 0,05 წმ. ამიტომ ამ კუნთზე შეკუმშვის (არასრული შეჯამების) პირველი ტიპის რეპროდუცირებისთვის აუცილებელია, რომ პირველ და მეორე სტიმულაციას შორის ინტერვალი იყოს 0,05 წმ-ზე მეტი და მივიღოთ მეორე ტიპის შეჯამება (ე.წ. სრული შეჯამება) - 0,05 წმ-ზე ნაკლები.

ბრინჯი. 8. კუნთების შეკუმშვის ჯამი 8 პასუხი ორ სტიმულზე. დროის ანაბეჭდი 20 ms

შეკუმშვის როგორც სრული, ასევე არასრული შეჯამებით, მოქმედების პოტენციალი არ არის შეჯამებული.

ტეტანუსის კუნთი

თუ ცალკეული კუნთების ბოჭკო ან მთელი კუნთი ექვემდებარება რიტმულ სტიმულაციას ისეთი სიხშირით, რომ მათი ეფექტები შეჯამდება, ხდება კუნთის ძლიერი და ხანგრძლივი შეკუმშვა, ე.წ. ტეტანური შეკუმშვა, ან ტეტანუსი.

მისი ამპლიტუდა შეიძლება იყოს რამდენჯერმე მეტი, ვიდრე მაქსიმალური ერთჯერადი შეკუმშვა. გაღიზიანების შედარებით დაბალი სიხშირით, შეინიშნება დაკბილული ტეტანუსიმაღალი სიხშირით - გლუვი ტეტანუსი(ნახ. 9). ტეტანუსის დროს კუნთის შეკუმშვის რეაქციები ჯამდება, მაგრამ მისი ელექტრული რეაქციები - მოქმედების პოტენციალი - არ არის შეჯამებული (სურ. 10) და მათი სიხშირე შეესაბამება ტეტანუსის გამომწვევი რიტმული სტიმულაციის სიხშირეს.

ტეტანური გაღიზიანების შეწყვეტის შემდეგ ბოჭკოები მთლიანად მოდუნდება, მათი პირვანდელი სიგრძე აღდგება მხოლოდ გარკვეული დროის შემდეგ. ამ ფენომენს ეწოდება პოსტ-ტეტანური, ან ნარჩენი კონტრაქტურა.

რაც უფრო სწრაფად იკუმშება და მოდუნდება კუნთოვანი ბოჭკოები, მით უფრო ხშირი უნდა იყოს სტიმულაცია, რომ გამოიწვიოს ტეტანუსი.

კუნთების დაღლილობა

დაღლილობა არის უჯრედის, ორგანოს ან მთელი ორგანიზმის მუშაობის დროებითი დაქვეითება, რომელიც წარმოიქმნება მუშაობის შედეგად და ქრება დასვენების შემდეგ.

ბრინჯი. 9. იზოლირებული კუნთოვანი ბოჭკოს ტეტანუსი (ფ.ნ. სერკოვის მიხედვით):

a - დაკბილული ტეტანუსი სტიმულაციის სიხშირით 18 ჰც; 6 - გლუვი ტეტანუსი სტიმულირების სიხშირით 35 ჰც; M - მიოგრამა; P - გაღიზიანების ნიშანი; B - დროის შტამპი 1 წმ

ბრინჯი. 10. კატის ჩონჩხის კუნთის შეკუმშვის (a) და ელექტრული აქტივობის (6) ერთდროული ჩაწერა ტეტანური ნერვის სტიმულაციის დროს.

თუ იზოლირებულ კუნთს დიდი ხნის განმავლობაში აღიზიანებთ რიტმული ელექტრული სტიმულით, რომელზედაც მცირე დატვირთვაა შეჩერებული, მაშინ მისი შეკუმშვის ამპლიტუდა თანდათან მცირდება ნულამდე. ამ შემთხვევაში დაფიქსირებულ შეკუმშვის ჩანაწერს დაღლილობის მრუდი ეწოდება.

იზოლირებული კუნთის მუშაობის დაქვეითება ხანგრძლივი გაღიზიანების დროს განპირობებულია ორი ძირითადი მიზეზით:

• შეკუმშვის დროს კუნთში გროვდება მეტაბოლური პროდუქტები (ფოსფორი, რძემჟავა და სხვ.), რომლებიც დამთრგუნველად მოქმედებს კუნთოვანი ბოჭკოების მუშაობაზე. ზოგიერთი პროდუქტი, ისევე როგორც კალიუმის იონები, ბოჭკოებიდან ვრცელდება პერიუჯრედულ სივრცეში და აქვს დამთრგუნველი ეფექტი აგზნებადი მემბრანის უნარზე, წარმოქმნას მოქმედების პოტენციალი. თუ რინგერის მცირე მოცულობის სითხეში მოთავსებული იზოლირებული კუნთი დიდი ხნის განმავლობაში გაღიზიანებულია და მიყვანილია სრულ დაღლილობამდე, მაშინ საკმარისია მხოლოდ მისი გამრეცხავი ხსნარის შეცვლა კუნთების შეკუმშვის აღსადგენად;
• კუნთებში ენერგიის რეზერვების თანდათანობით ამოწურვა. იზოლირებული კუნთის გახანგრძლივებული მუშაობით, გლიკოგენის რეზერვები მკვეთრად მცირდება, რის შედეგადაც ირღვევა შეკუმშვისთვის აუცილებელი ატფ-ის და კრეატინ ფოსფატის რესინთეზის პროცესი.

მათ. სეჩენოვმა (1903) აჩვენა, რომ დატვირთვის აწევის ხანგრძლივი მუშაობის შემდეგ ადამიანის მკლავის დაღლილი კუნთების მუშაობის აღდგენა დაჩქარებულია, თუ სამუშაო შესრულებულია მეორე ხელით დასვენების პერიოდში. დაღლილი მკლავის კუნთების შრომისუნარიანობის დროებითი აღდგენა შეიძლება მიღწეული იყოს სხვა სახის საავტომობილო აქტივობით, მაგალითად, ქვედა კიდურების კუნთების მუშაობისას. უბრალო დასვენებისგან განსხვავებით, ასეთ დასვენებას უწოდებდა ი.მ. სეჩენოვი აქტიური. მან ეს ფაქტები მტკიცებულებად მიიჩნია, რომ დაღლილობა უმთავრესად ნერვულ ცენტრებში ვითარდება.