Закон силы в физиологии: 7. Законы раздражения. Закон силы. Закон «все или ничего» и его относительный характер.

Содержание

7. Законы раздражения. Закон силы. Закон «все или ничего» и его относительный характер.

Процесс формирования возбуждения не зависит от природы раздражителя, а определяется его количественными характеристиками (силой и длительностью воздействия, скоростью нарастания силы раздражителя).

Электрический ток является адекватным раздражителем для возбудимых тканей, так как именно местные токи между возбужденными (деполяризованными) и покоящимися участками клеточной мембраны вызывают генерацию потенциала действия, когда возбуждение носит распространяющийся характер.

Электрические процессы в возбудимых тканях определяют основные законы раздражения (закон силы, «все или ничего», «силы-времени», градиента, Полярный закон, закон физиологического электротона)

Процесс формирования возбуждения не зависит от природы раздражителя, а определяется его количественными характеристиками

(силой и длительностью воздействия, скоростью нарастания силы раздражителя).

Электрический ток является адекватным раздражителем для возбудимых тканей, так как именно местные токимежду возбужденными (деполяризованными) и покоящимися участками клеточной мембраны вызывают генерацию потенциала действия, когда возбуждение носит распространяющийся характер.

Электрические процессы в возбудимых тканях определяют основные законы раздражения (закон силы, «все или ничего», «силы-времени», градиента, полярный закон, закон физиологического электротона)

Закон силы

Чтобы возникло возбуждение, раздражитель должен быть достаточно сильным — пороговым или сверхпороговым

Учитывая, что порог раздражения является мерой возбудимости, которая определяется порогом деполяризации(разница между потенциалом покоя и уровнем критической деполяризации), то этот закон также должен рассматривать зависимость амплитуды ответа возбудимой ткани от силы раздражителя (раздражитель по силе ниже, равный или выше пороговой величины).

Для одиночных образований (нейрон, аксон, нервное волокно) эта зависимость носит название

Закон «все или ничего»

Подпороговые раздражители не вызывают возбуждение («ничего»). При пороговых и сверхпороговых воздействиях возникает максимальная ответная реакция («все»), т. е. возбуждение возникает с максимальной амплитудой ПД

По этому закону также сокращаются сердечная мышца и одиночное мышечное волокно.

Закон не являются абсолютным, а носит относительный характер:

. При действии раздражителей подпороговой силы видимая реакция отсутствует, но возникает местная реакция (локальный ответ)

. При действии пороговых раздражителей растянутая мышечная ткань дает большую амплитуду сокращения, чем не растянутая

При регистрации суммарной активности целостного образования (скелетная мышца, состоящая из отдельных мышечных волокон, нервный ствол, состоящий из множества нервных волокон) проявляется другая зависимость

Чем больше сила раздражителя, тем больше величина ответной реакции

Например

При увеличении силы раздражителя от минимальных (пороговых) до субмаксимальных и максимальных значений амплитуда мышечного сокращения возрастает до определенной величины.

Дальнейшее увеличение силы раздражителя не приводит к увеличению амплитуды сокращения.

Это связано с тем, что скелетная мышца состоит из множества мышечных волокон, каждое из которых имеет свою возбудимость, а, следовательно, и свой порог раздражения. Поэтому на пороговый раздражитель отвечают только те волокна, которые имеют максимальную возбудимость.

С увеличением силы раздражителя в реакцию вовлекаются все большее количество мышечных волокон, и амплитуда сокращения мышцы все больше увеличивается.

Когда в реакцию вовлекаются все мышечные волокна, составляющие данную мышцу, дальнейшее увеличение силы раздражителя не приводит к увеличению амплитуды сокращения

Законы раздражения возбудимых тканей — Физиология возбудимых тканей.

Законы раздражения возбудимых тканей

1. Закон силы — зависимость силы ответной реакции ткани от силы раздражителя. Увеличение силы стимулов в определенном диапазоне сопровождается ростом величины ответной реакции. Чтобы возникло возбуждение, раздражитель должен быть достаточно сильным — пороговым или выше порогового. В изолированной мышце после появления видимых сокращений при достижении пороговой силы стимулов дальнейшее увеличение силы стимулов повышает амплитуду и силу мышечного сокращения. Действие гормона зависит от его концентрации в крови. Эффективность лечения антибиотиками зависит от введенной дозы препарата.

Сердечная мышца подчиняется закону «все или ничего» — на подпороговый стимул не отвечает, после достижения пороговой силы стимула амплитуда всех сокращений одинакова.

2. Закон длительности действия раздражителя. Раздражитель должен действовать достаточно длительно, чтобы вызвать возбуждение. Пороговая сила раздражителя находится в обратной зависимости от его длительности, т.е. слабый раздражитель для того, чтобы вызвать ответную реакцию, должен действовать более продолжительное время.

Зависимость между силой и длительностью раздражителя изучена Гоорвегом (1892), Вейсом (1901) и Лапиком (1909). Минимальная сила постоянного тока, вызывающая возбуждение, названа Лапиком реобазой. Наименьшее время, в течение которого должен действовать пороговый стимул, чтобы вызвать ответную реакцию называется полезным временем. При очень коротких стимулах возбуждения не возникает, как бы ни была велика сила раздражителя. Так как величина порога возбудимости колеблется в широком диапазоне, было введено понятие хронаксия — время, в течение которого должен действовать ток удвоенной реобазы (порога), чтобы вызвать возбуждение. Метод (хронаксиметрия) используется клинически при определения возбудимости нервно-мышечного аппарата в неврологической клинике и травматологии. Хронаксия различных тканей отличается: у скелетных мышц она равна 0,08-0,16 мс, у гладких — 0,2-0,5 мс. При повреждениях и заболеваниях хронаксия возрастает. Из закона «сила-время» так же следует, что слишком кратковременные стимулы не вызывают возбуждения.

В физиотерапии используют токи ультравысокой частоты (УВЧ), которые имеют короткий период действия каждой волны для получения теплового лечебного эффекта в тканях.

3. Закон градиента раздражения.

Для того, чтобы вызвать возбуждение, сила раздражителя должна нарастать во времени достаточно быстро. При медленном нарастании силы стимулирующего тока, амплитуда ответов уменьшается или ответ вообще не возникает.

4. Полярный закон раздражения

Открыт Пфлюгером в 1859 году. При внеклеточном расположении электродов возбуждение возникает только под катодом (отрицательным полюсом) в момент замыкания (включения, начала действия) постоянного электрического тока. В момент размыкания (прекращения действия) возбуждение возникает под анодом. В области приложения к поверхности нейрона анода (положительного полюса источника постоянного тока) положительный потенциал на наружной стороне мембраны возрастет — развивается гиперполяризация, снижение возбудимости, увеличение величины порога.

При внеклеточном расположении катода (отрицательного электрода) исходный положительный заряд на внешней мембране уменьшается — наступает деполяризация мембраны и возбуждение нейрона.

Внимание!

Если вам нужна помощь в написании работы, то рекомендуем обратиться к профессионалам. Более 70 000 авторов готовы помочь вам прямо сейчас. Бесплатные корректировки и доработки. Узнайте стоимость своей работы.

Поможем написать любую работу на аналогичную тему

Получить выполненную работу или консультацию специалиста по вашему учебному проекту

Узнать стоимость

Законы раздражения

Любой агент, повышающий натриевую проницаемость мембраны, является раздражителем возбудимой ткани. Раздражителями нервных и мышечных волокон могут быть: электрический ток, механические воздействия (щипок, удар, разрез), резкое охлаждение или согревание, различные кислоты, щелочи, концентрированные растворы солей и т. д.

Среди всех указанных раздражителей электрический ток занимает особое место, так как, во-первых, он может быть легко и точно дозирован по силе, длительности и крутизне нарастания, а во-вторых, он не повреждает живую ткань и его действие быстро и полностью обратимо при тех его силах, которые достаточны для вызова возбуждения. Изучение действия электрического раздражения на возбудимые ткани представляет большой интерес для физиологии, потому что проведение возбуждения в нервах и мышцах осуществляется с помощью локальных электрических токов, возникающих между возбужденным и покоящимся участком ткани.

В лабораторных условиях и при проведении некоторых клинических исследований для раздражения нервов и мышц применяют электрические стимулы различной формы: прямоугольной, синусоидальной, линейно и экспоненциально нарастающей, индукционные удары, конденсаторные разряды и т. п.

Механизм раздражающего действия тока при всех видах стимулов в принципе одинаков, однако в наиболее отчетливой форме он выявляется при использовании постоянного тока прямоугольной формы.
Для того чтобы раздражитель вызвал возбуждение, он должен иметь достаточную силу, длительность и крутизну нарастания.

Порог раздражения

Та наименьшая сила раздражителя, которая необходима для возникновения потенциала действия в возбудимой ткани, называется порогом раздражения. Стимулы, сила которых ниже пороговой величины, называются подпороговыми, а более сильные, чем пороговые,сверхпороговыми.

При использовании в качестве раздражителя электрического тока порог выражается в единицах силы тока или напряжения. Абсолютная величина порога зависит от свойств и физиологического состояния ткани, а также от способа нанесения раздражения.

Существует два способа подведения электрического тока к ткани: внеклеточный и внутриклеточный. Первый состоит в том, что оба электрода располагают на поверхности раздражаемой ткани. Ток входит в ткань в области анода и выходит в области катода. Недостаток этого метода заключается в значительном ветвлении тока: только часть его проходит через мембраны клеток, часть же ответвляется в межклеточные щели. Вследствие этого при раздражении приходится применять значительно большую силу тока, чем это в действительности необходимо для возникновения возбуждения.

Более точным является второй способ раздражения посредством внутриклеточного электрода. Микроэлектрод с диаметром кончика около 0,5 мК вводят в клетку, второй — обычный электрод — прикладывают к поверхности ткани. В этом случае весь приложенный ток проходит через мембрану клетки, что позволяет точно определить величину порога раздражения: у различных клеток он варьирует в пределах 10~7-10~9 а. Внутриклеточное раздражение обычно сочетают с регистрацией потенциалов через другой, внутриклеточный электрод.

Полезное время раздражения

Минимальное время, в течение которого электрический ток должен действовать на ткань, чтобы вызвать распространяющееся возбуждение, находится в обратной зависимости от напряжения и силы тока.
Если по оси абсцисс отложить минимально необходимое время действия электрического стимула (например, толчка постоянного тока) в миллисекундах, а по оси ординат — напряжение или силу тока, то мы получим кривую силы — времени. Эта кривая была подробно изучена в опытах на различных нервах и мышцах Л. Гоорвегом, Г. Вейссом, Л. Лапиком, а в недавнее время Д. Н. Насоновым с сотрудниками.
Из рассмотрения этой кривой прежде всего следует, что ток ниже некоторой минимальной силы или напряжения не вызывает возбуждения, как бы длительно он не действовал. Минимальная сила тока (или напряжение), способная вызвать возбуждение, названа Л. Лапиком реобазой. Наименьшее время, в течение которого должен действовать ток, равный реобазе, чтобы вызывать потенциал действия, обозначают термином полезное время. Слово «полезное» здесь применено для того, чтобы подчеркнуть, что дальнейшее увеличение длительности действия тока не имеет значения (бесполезно) для возникновения потенциала действия.

Усиление тока приводит к укорочению минимального времени раздражения, но не беспредельно. При очень коротких стимулах кривая силы — времени становится параллельной оси ординат. Это означает, что при таких кратковременных раздражениях возбуждение возникает, как бы ни была велика сила раздражения. Кривая силы — времени имеет форму равносторонней гиперболы.

Определение полезного времени практически трудно, так как величина реобазы претерпевает непрерывно небольшие колебания, отражающие колебания функционального состояния мембраны в покое. По этой причине Л. Лапик (1909) предложил измерять другую, условную, величину, названную им хронаксией. Хронаксия — это наименьшее время, в течение которого электрический ток, равный удвоенной реобазе (ОО), должен действовать на ткань, чтобы вызвать возбуждение. Полезное время и хронаксия характеризуют скорость возникновения возбуждения при действии раздражителя.

Опыты показали, что кривые силы — времени у самых разнообразных тканей, например нервов и мышц человека и теплокровных животных, желудка лягушки, ноги улитки и др., имеют одну и ту же форму. азличия между ними лишь количественные: в нервных и мышечных волокнах позвоночных животных хронаксия измеряется тысячными и десятитысячными долями секунды, а в так называемых медленных тканях, например в мышечных волокнах ноги улитки или желудка лягушки,в сотых долях секунды.

Эти факты привели исследователей к выводу, что возбудимые ткани отличаются друг от друга временной константой.

Определение хронаксии — хронаксиметрия — получило распространение не только в эксперименте, но и в клинической практике (А. Бургиньон, Ю. М. Уфлянд и др.). В частности, путем измерения хронаксии мышцы невропатолог может установить наличие повреждения волокон двигательного нерва. Дело в том, что при приложении электрического стимула к мышце ток проходит и через находящиеся в ней нервные волокна и их окончания. Порог раздражения и хронаксия нервных волокон ниже, чем мышечных волокон. Поэтому при раздражении мышцы возбуждение прежде возникает в нервных волокнах и от них уже передается мышечным волокнам. Из этого следует, что при определении хронаксии нормальной мышцы человека фактически измеряется хронаксия иннервирующих ее нервных волокон. Если же нерв поврежден или произошла гибель иннервирующих мышцу клеток в спинном мозгу, то нервные волокна перерождаются, и тогда приложенный к мышце стимул выявляет хронаксию мышечных волокон, которая имеет большую продолжительность.

Крутизна нарастания силы раздражителя. Явления аккомодации

Величина порога раздражения нерва или мышцы зависит не только от длительности действия стимула, но и от крутизны нарастания его силы. Порог раздражения имеет наименьшую величину при толчках тока прямоугольной формы, характеризующихся максимально быстрым нарастанием силы. Если же вместо толчков прямоугольной формы применять линейно или экспоненциально нарастающие стимулы, то пороги оказываю увеличенными и тем в большей мере, чем медленнее нарастает сила тока .

При уменьшении крутизны нарастания тока ниже некоторой минимальной величины потенциал действия вообще не возникает, до какой бы конечной силы не увеличивался ток. Обусловлено это тем, что за время нарастания силы раздражителя в ткани успевают развиться активные изменения, повышающие порог и препятствующие возникновению возбуждения. Такое явление приспособления возбудимой ткани к медленно нарастающему раздражителю получило название аккомодации. Чем выше скорость аккомодации, тем более круто должен нарастать стимул, чтобы не утратить своего раздражающего действия.
Аккомодация развивается не только при раздражении возбудимых тканей электрическим током, но также и при применении механических, термических и прочих раздражителей.

Показателем скорости аккомодации является та наименьшая крутизна нарастания тока, при которой раздражающий стимул еще сохраняет способность вызывать потенциал действия. Эту минимальную крутизну нарастания тока называют минимальным градиентом, или критическим наклоном. Его выражают или в абсолютных величинах — мА /сек, или в относительных единицах — реобаза/сек. При этом реобазу измеряют прямоугольным током, а затем рассчитывают, на сколько реобаз в секунду должен нарастать ток, чтобы он не утратил раздражающего действия.

Скорость аккомодации различных возбудимых образований широко варьирует. Наиболее велика скорость аккомодации двигательных нервных волокон теплокровных животных. Чувствительные волокна характеризуются меньшей скоростью аккомодации. Очень мала скорость аккомодации волокон сердечной мышцы, гладких мышц кишечника, мочеточников, желудка, т. е. всех образований, которые склонны к автоматической активности.

Полярный закон раздражения

Постоянный электрический ток обладает полярным действием на возбудимую ткань. Оно выражается в том, что в момент замыкания цепи постоянного тока возбуждение в нерве или мышце всегда возникает только под катодом, а в момент размыкания только под анодом. Э. Пфлюгер, открывший эти явления, доказал их путем следующего опыта: он умерщвлял участок нерва под одним из электродов, а второй электрод устанавливал на неповрежденный участок. Если с неповрежденным участком соприкасался катод, то возбуждение возникало в момент замыкания тока; если же катод устанавливали на поврежденном участке, а анод на неповрежденном, то возбуждение возникало только при размыкании тока. Порог раздражения при размыкании, когда возбуждение возникает под анодом, значительно выше, чем при замыкании, когда возбуждение возникает под катодом.

О возникновении возбуждения Пфлюгер судил косвенно по сокращению мышцы, иннервируемой раздражаемым нервом. В дальнейшем эти явления, обобщенные в форме полярного закона раздражения, были подтверждены и прямым способом — путем регистрации потенциалов действия непосредственно в участке приложения к ткани полюсов постоянного тока.

Для изучения механизма полярного действия электрического тока в настоящее время производят раздражение нервных и мышечных волокон и отведение от них электрических потенциалов с помощью внутриклеточных микроэлектродов. Установлено, что потенциал действия возникает только в том случае, если катод соприкасается с наружной поверхностью мембраны, а анод находится внутри клетки. При обратном расположении полюсов, т. о. наружном аноде и внутреннем катоде, возбуждение при замыкании тока не возникает, как бы он силен ни был.

Для того чтобы понять причину этого явления, рассмотрим изменения мембранного потенциала, вызываемые постоянным электрическим током.

Законы раздражения возбудимых тканей — Студопедия

Законы раздражения отражают определенную зависимость между действием раздражителя и ответной реакцией возбудимой ткани. К законам раздражения относятся, закон силы, закон «все или ничего», закон

аккомодации (Дюбуа-Реймона), закон силы-времени (силы-длительности), закон полярного действия постоянного тока, закон физиологического электротона.

1. Закон силы: чем больше сила раздражителя, тем больше величина ответной реакции. В соответствии с этим законом функционируют сложные структуры, например, скелетная мышца. Амплитуда ее сокращений от минимальных (пороговых) величин постепенно увеличивается с увеличением силы раздражителя до субмаксимальных и максимальных значений. Это обусловлено тем, что скелетная мышца состоит из множества мышечных волокон, имеющих различную возбудимость.

Поэтому на пороговые раздражители отвечают только те мышечные волокна, которые имеют самую высокую возбудимость, амплитуд, мышечного сокращения при этом минимальна. С увеличением силы раздражителя в реакцию вовлекается все большее количество мышечных волокон, и амплитуда сокращения мышц все время увеличивается. Когда в реакцию вовлечены все мышечные волокна, составляющие данную мышцу, дальнейшее увеличение силы раздражителя не приводит к увеличению амплитуды сокращения.

2. Закон «все или ничего»: подпороговые раздражители не вызывают ответной реакции («ничего»), на пороговые раздражители возникает максимальная ответная реакция («все»). Закон был сформулирован Боудичем. По закону «все или ничего» сокращаются сердечная мышца и одиночное мышечное волокно. Критика этого закона состоит в том, что во-первых, действие подпороговых раздражителей вызывает местный локальный ответ, хотя видимых изменений нет, но и «ничего» тоже нет. Во-вторых, сердечная мышца, растянутая кровью, при наполнении ею камер сердца, реагирует по закону «все или ничего», но амплитуда ее сокращений будет больше по сравнению с сокращением сердечной мышцы, не растянутой кровью.

3. Закон раздражения — Дюбуа-Реймона (аккомодации) раздражающее действие постоянного тока зависит не только от абсолютной величины силы тока или его плотности, но и от скорости нарастания тока во времени. При действии медленно нарастающего раздражителя возбуждение не возникает, так как происходит приспосабливание возбудимой ткани к действию этого раздражителя, что получило название аккомодации. (Аккомодация обусловлена тем, что при действии медленно нарастающего раздражителя в мембране возбудимой ткани происходит повышение критического уровня деполяризации. При снижении скорости нарастания силы раздражителя до некоторого минимального значения потенциал действия вообще не возникает.

Причина заключается в том, что деполяризация мембраны является пусковым стимулом к началу двух процессов: быстрого, ведущего к повышению натриевой проницаемости, и тем самым обусловливающего возникновение потенциала действия, и медленного, приводящего к инактивации натриевой проницаемости и как следствие этого — окончанию потенциала действия. При быстром нарастании стимула повышение натриевой проницаемости успевает достичь значительной величины прежде, чем наступит инактивация натриевой проницаемости. При медленном нарастании тока на первый план выступают процессы инактивации, приводящие к повышению порога или ликвидации возможности генерировать ПД вообще).

Под градиентом раздражения понимают скорость нарастания силы раздражения до определенной величины. При очень медленном нарастании силы раздражителя порог возбудимости повышается и потенциал действия не возникает, т.е. аккомодация – это увеличение порога возбудимости при действии медленно нарастающей силе раздражителя. Дебуа-Реймон (1818-1896).

Способность к аккомодации различных структур неодинакова. Наиболее высокая она у двигательных нервных волокон, а наиболее низкая у сердечной мышцы, гладких мышц кишечника, желудка.

4. Закон силы-длительности: раздражающее действие постоянного тока зависит не только от его величины, но и от времени, в течение которого он действует. Чем больше ток, тем меньше времени он должен действовать для возникновения возбуждения.

Исследования зависимости силы-длительности показали, что последняя имеет гиперболический характер, которая называется кривая «силы-времени». Впервые была исследована эта кривая учеными Гоорвегом в 1892 г., Вейсом в 1901 г и Лапиком в 1909г. Из этого следует, что ток ниже некоторой минимальной величины (подпороговый) не вызывает возбуждение, как бы длительно он не действовал, и чем короче импульсы тока, тем меньшую раздражающую способность они имеют.

Причиной такой зависимости является мембранная емкость. Очень «короткие» токи просто не успевают разрядить эту емкость до критического уровня деполяризации. Раздражитель, способный вызвать ответную реакцию, называется пороговым. Минимальная величина тока, способная вызвать возбуждение при неограниченно длительном его действии, названа Лапиком реобазой. Время, в течение которого действует ток, равный реобазе, и вызывает возбуждение, называется полезным временем. Это означает, что дальнейшее увеличение времени не имеет смысла для возникновения потенциала действия (ПД).

В связи с тем, что определение этого времени затруднено, было введено понятие хронаксия — минимальное время, в течение которого ток, равный двум реобазам, должен действовать на ткань, чтобы вызвать ответную реакцию. Определение хронаксии — хронаксиметрия — находит применение в клинике. Электрический ток, приложенный к мышце, проходит через как мышечные, так и нервные волокна и их окончания, находящиеся в этой мышце. Хронаксия нервных и мышечных волокон равна тысячным долям секунд. Если нерв поврежден или произошла гибель соответствующих мотонейронов спинного мозга (это имеет место при полиомиелите и некоторых других заболеваниях), то происходит перерождение нервных волокон и тогда определяется хронаксия уже мышечных волокон, которая имеет большую величину, чем нервных волокон.

ЗАКОН СИЛЫ — это… Что такое ЗАКОН СИЛЫ?

ЗАКОН СИЛЫ — закон физиологии, согласно которому, чем сильнее раздражение, тем лучше (до определенного предела) ответная реакция организма. Раздражение нервного волокна или нейрона вызывает в них состояние возбуждения, которое тем больше, чем сильнее… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

СТИВЕНА, ЗАКОН СИЛЫ — См. закон силы … Толковый словарь по психологии

СИЛЫ, ЗАКОН — Обобщение, которым мы прежде всего обязаны С.С. Стивенсу, утверждавшему, что психофизическое отношение между физическим стимулом, S, и психологическим ощущением, вызываемым этим стимулом, «пси», выражается уравнением (= kSn, где n – показатель… … Толковый словарь по психологии

Закон Джоуля — Ленца — Закон Джоуля Ленца физический закон, дающий количественную оценку теплового действия электрического тока. Открыт в 1840 году независимо Джеймса Джоуля и Эмилия Ленца. В словесной формулировке звучит следующим образом[1] Мощность тепла … Википедия

Закон Магнитского — или список Магнитского (также Акт Магнитского, англ. Sergei Magnitsky Rule of Law Accountability Act) принятый в декабре 2012 года в США закон, вводящий персональные санкции в отношении лиц, ответственных за нарушение прав человека и… … Википедия

ЗАКОН — необходимое, существенное, устойчивое, повторяющееся отношение между явлениями. 3. выражает связь между предметами, составными элементами данного предмета, между свойствами вещей, а также между свойствами внутри вещи. Существуют 3.… … Философская энциклопедия

закон Фехнера — 1. Сформулированный в 1860 г. Г. Т. Фехнером закон, согласно коему величина ощущения прямо пропорциональна логарифму интенсивности раздражителя то есть возрастание силы раздражения в геометрической прогрессии соответствует росту ощущения в… … Большая психологическая энциклопедия

ЗАКОН, ПРАВО — За закон народ должен биться, как за городскую стену. Гераклит Свобода состоит в том, чтобы зависеть только от законов. Вольтер Есть тысяча способов быть очень дурным человеком, не нарушая ни одного закона. Жермена де Сталь Закон есть то, что мы… … Сводная энциклопедия афоризмов

Закон Бернулли — является следствием закона сохранения энергии для стационарного потока идеальной (то есть без внутреннего трения) несжимаемой жидкости: Здесь плотность жидкости, скорость потока, высота, на которой находится рассматриваемый… … Википедия

закон Фехнера — закон психофизиологии, уточняющий закон Вебера и выражающий математическую зависимость между субьективным восприятием раздражителя и его физической величиной в виде логарифма. В 1858 г. немецкий физик Г. Фехнер математически обработал результаты… … Энциклопедический словарь по психологии и педагогике

Основные характеристики и законы возбудимых тканей

Основным свойством любой ткани является раздражимость, т. е. способность ткани изменять свои физиологические свойства и проявлять функциональные отправления в ответ на действие раздражителей.

Раздражители – это факторы внешней или внутренней среды, действующие на возбудимые структуры. Различают две группы раздражителей:

1) естественные;

2) искусственные: физические. Классификация раздражителей по биологическому принципу:

1) адекватные, которые при минимальных энергетических затратах вызывают возбуждение ткани в естественных условиях существования организма;

2) неадекватные, которые вызывают в тканях возбуждение при достаточной силе и продолжительном воздействии.

К общим физиологическим свойствам тканей относятся:

1) возбудимость – способность живой ткани отвечать на действие достаточно сильного, быстрого и длительно действующего раздражителя изменением физиологических свойств и возникновением процесса возбуждения.

Мерой возбудимости является порог раздражения. Порог раздражения – это та минимальная сила раздражителя, которая впервые вызывает видимые ответные реакции;

2) проводимость – способность ткани передавать возникшее возбуждение за счет электрического сигнала от места раздражения по длине возбудимой ткани;

3) рефрактерность – временное снижение возбудимости одновременно с возникшим в ткани возбуждением. Рефрактерность бывает абсолютной;

4) лабильность – способность возбудимой ткани реагировать на раздражение с определенной скоростью.

Законы устанавливают зависимость ответной реакции ткани от параметров раздражителя. Существуют три закона раздражения возбудимых тканей:

1) закон силы раздражения;

2) закон длительности раздражения;

3) закон градиента раздражения.

Закон силы раздражения устанавливает зависимость ответной реакции от силы раздражителя. Эта зависимость неодинакова для отдельных клеток и для целой ткани. Для одиночных клеток зависимость называется «все или ничего». Характер ответной реакции зависит от достаточной пороговой величины раздражителя.

Закон длительности раздражений. Ответная реакция ткани зависит от длительности раздражения, но осуществляется в определенных пределах и носит прямо пропорциональный характер.

Закон градиента раздражения. Градиент – это крутизна нарастания раздражения. Ответная реакция ткани зависит до определенного предела от градиента раздражения.

физиология на 17.09 — физиология

Подборка по базе: Процесс законотворческой деятельности в РФ.doc, Действие уголовного закона во времени в пространстве и по кругу , «Моделі compliance у практиці діяльності компанії відповідність , Все законы Мерфи (законы подлости).rtf, 1 закон Ньютона.pptx, Федеральные законы-2020.docx, Федеральный закон от 21.07.97 N 116-ФЗ О промышленной безопаснос, Основные законы автоматического регулирования и типы регуляторов, 8 Закон Гей-Люссака.docx, Федеральный закон от 15 июля 1995 г N 103 ФЗ О содержании под ст

Вопрос 1. Основные законы раздражение возбудимых тканей.

Закон силы раздражения. Порог раздражения как мера возбудимости.

Под действием пороговых раздражителей суммарная активность целостного образования (мышцы или нервного ствола) градуально зависит от силы раздражителя в определенных пределах. С увеличением силы раздражителя возрастает ответ целостного возбудимого образования. Так, например, на подпороговый раздражитель мышцы сокращения нет, на пороговый раздражитель мышца отвечает минимальным сокращением, на надпороговый – сокращение сильнее, на максимальный раздражитель – максимальное сокращение, на супермаксимальный – сокращение остаётся максимальным. В нервном стволе одни волокна отвечают энергией ПД на раздражитель 35 мВ, другие – 40 мВ, третьи – 45 мВ и т.д. В связи с эти амплитуда ПД всего нерва в определенном диапазоне значений электрического раздражителя градуально зависит от его силы.

Одиночные мышечные или нервные волокна подчиняются этому закону и подчиняются закону «всё или ничего» : на подпороговые раздражители ответная реакция отсутствует («ничего»), однако в ответ на их действие возникает местное возбуждение, которое градуально зависит от силы подпороговых раздражений. На пороговый и надпороговые ПД возникает с одинаковой амплитудой или мышечное волокно и миокард сокращаются с одинаковой силой («всё»).

Закон «все или ничего», его относительный характер.

Критика закона «всё или ничего»: как такового «ничего» нет, т.к. в ткани в это время идут градуальные процессы электротонического и местного возбуждения. «Всё» также для данной ткани непостоянно, например, для миокарда «всё» меняется в зависимости от растяжения мышцы, температуры перфузирующего раствора, давления в аорте и т.д. Сам Боудич показал относительность своего закона (на примере миокарда), изменив условия его раздражения. Если раздражать полоску миокарда относительно частыми (чаще естественного ритма) пороговыми импульсами, то она в начальный период отвечает на раздражение по закону лестницы (лестницы Боудича).

Закон «всё или ничего». Ниже горизонтальной линии показана показана сила раздражения, выше – величина ответной реакции.

Или, например, если нервное волокно обработать местными анестетиками (новокаин, кокаин), ядами, наркотиками, которые ослабляют входящий поток ионов Na+ в клетку, то амплитуда ПД начнёт зависеть от силы раздражителя, т.е. перестанет подчиняться закону «всё или ничего».

Закон силы-времени. Относительность закона. Понятие о полезном времени, реобазе, хронаксии. Хронаксия как мера возбудимости. Хронаксиметрия.

Этот закон был изучен при исследовании мышц, нервов Гоорвегом (Голландия, 1892), Вейсом (Германия, 1901) и Лапиком (Франция, 1909).
Закон устанавливает зависимость между силой раздражителя и временем его действия: «Пороговая сила любого раздражителя обратно пропорциональна длительности его действия в определенных пределах». То есть, чем меньше по времени действует раздражитель, тем больше требуется его сила для формирования возбуждения (рис. 8).

Рис. 8. Кривая силы-времени

Из кривой видно, что раздражитель ниже какой-то минимальной силы не вызывает возбуждения, как бы долго он ни действовал. Математически это выражается формулой:

где I – сила тока;
t – время действия тока;
a и b – постоянные величины.

Минимальная сила тока, которая способна вызвать возбуждение (порог раздражения) была названа реобазой. Наименьшее время, которое должна действовать реобаза, чтобы вызвать возбуждение, называется главным полезным временем. Если ток действует дольше этого полезного времени, это не имеет значения (бесполезно) для возникновения ПД. При укорочении времени действия тока (меньше полезного времени) для получения ПД необходимо увеличивать силу тока. При очень коротких стимулах восходящая часть гиперболы становится параллельной оси ординат, это означает, что при очень коротких раздражающих стимулах ПД не возникает, как бы ни была велика сила тока. Это явление используется в физиотерапии, при лечении больных токами УВЧ (ультравысокой частоты), для глубокого прогревания тканей.
Точное определение главного полезного времени практически трудно, т.к. величина реобазы непрерывно претерпевает колебания, связанные с колебаниями функционального состояния мембраны в покое, и точка перехода может смещаться влево или вправо, поэтому Лапик предложил измерять условную величину в качестве константы времени раздражения и назвал её «хронаксия». Хронаксия – это дополнительное полезное время – время, которое должен действовать ток, равный по величине удвоенной реобазе, чтобы вызвать возбуждение.
В неврологической практике проводят хронаксиметрию, чтобы установить поражение двигательных нервов. Если нерв повреждён или погибли мотонейроны спинного мозга (полиомиелит), то нервные волокна перерождаются и раздражающий стимул выявляет увеличение реобазы и хронаксии.

Реобаза — это минимальная сила электрического тока, вызывающая генерацию потенциала действия

Полезное время — это минимальное время, в течение которого на ткань должен действовать раздражитель, равный по силе реобазе, чтобы возникло распространяющееся возбуждение

Хронаксия — это минимальное время, в течение которого на ткань должен действовать раздражитель, равный по силе 2 реобазам, чтобы возникло распространяющееся возбуждение (при поражении нерва хронаксия увеличивается)

ХРОНАКСИМЕТРИЯ — метод определения возбудимости тканей или органов на основе выявления зависимости между пороговой силой электрического раздражения, вызывающего процесс возбуждения, и длительностью его действия. Соответствующие приборы — хронаксиметры состоят из источника постоянного тока, набора сопротивлений и приспособлений для дозирования времени действия электрического тока, подающегося на объект. Хронаксиметрию применяют в диагностике поражений центральной и периферической нервной системы, опорно-двигательного аппарата, при определении границ патологического очага и функционального состояния отдельных структур головного мозга в процессе проведения нейрохирургических операций. Относительная простота метода и достаточно четкая интерпретация результатов дали возможность использовать хронаксиметрию в спортивной медицине, физиологии труда, промышленной и санитарной гигиене.

Закон крутизны нарастания раздражителя (градиента). Аккомодация, современные представления о механизме ее развития. Скорость аккомодации, критический наклон.

Закон отражает зависимость возникновения возбуждения от скорости или крутизны нарастания силы раздражителя и гласит:

Пороговая сила тока увеличивается при уменьшении крутизны его нарастания до определенной величины. При некоторой минимальной крутизне ответы на раздражение исчезают

Большая крутизна у импульсных токов прямоугольной формы.

Малая крутизна у пилообразных токов (с разным наклоном пилы)

Если сила раздражителя нарастает медленно (длительное действие подпорогового раздражителя), то формируются процессы, препятствующие возникновению ПД. При этом происходит ин активация Na-каналов. В результате, нарастание уровня критической деполяризации опережает развитие местных деполяризующих процессов в мембране.

Возбудимость снижается, и порог раздражения увеличивается. Развивается аккомодация.

Аккомодация – это приспособление ткани к воздействию медленно нарастающего по силе раздражителя, проявляющееся снижением возбудимости

Мера аккомодации – минимальный градиент или критический наклон

Минимальный градиент – это наименьшая крутизна нарастания тока, при которой раздражающий стимул сохраняет способность генерировать потенциалы действия. Этот показатель также используют для характеристики возбудимости.

Двигательные нервные волокна имеют большую возбудимость, чем скелетная мускулатура. Поэтому способность к аккомодации, а, следовательно, и минимальный градиент у нервных волокон выше.

Более низкой аккомодацией обладают сенсорные нервные волокна, сердечная мышца, гладкие мышцы, а также образования, обладающие автоматической активностью

Закон аккомодации лежит в основе применения лекарственных препаратов и назначения закаливающих процедур.

В лаборатории показателем скорости аккомодации является та наименьшая крутизна нарастания тока, при которой стимул еще сохраняет способность вызывать ПД. Эту минимальную крутизну называют критическим наклоном. Его выражают или в абсолютных единицах (мА/сек), или в относительных (как отношение пороговой силы того постепенно нарастающего тока, который еще способен вызывать возбуждение, к реобазе прямоугольного толчка тока).

Полярный закон раздражения. Особенности электротонического и местного потенциалов. Физиологический электрон. Дополнение к закону Вериго. Катодическая депрессия. Анодическая экзальтация. Клиническое применение закона.

Этот закон проявляется в том, что при действии постоянного тока средней силы на ткань возбуждение возникает только в момент замыкания и в момент размыкания цепи.

Во время замыкания тока возбуждение происходит в участке, расположенном под катодом, а при размыкании — под анодом. Обусловлено это тем, что прохождение постоянного электрического тока через возбудимую ткань вызывает изменение мембранного потенциала покоя ее клеток. В области катода положительный потенциал на наружной поверхности клеточной мембраны уменьшается, и происходит деполяризация мембраны, которая быстро достигает критического уровня и вызывает возбуждение. В области анода положительный потенциал на наружной поверхности мембраны клеток ткани возрастает и развивается гиперполяризация мембраны. При размыкании электрической цепи на аноде мембранный потенциал быстро возвращается к исходному уровню и достигает критической величины, в результате чего открываются ворота Na+ -каналов и возникает размыкательное возбуждение.

Электротонический потенциал (ЭП) – сдвиг мембранного потенциала клетки, вызываемый действием постоянного электрического тока. ЭП есть пассивная реакция клетки на электрический раздражитель; состояние ионных каналов и транспорт ионов при этом не изменяется. ЭП не проявляется физиологической реакцией клетки. Поэтому ЭП не является возбуждением.

При действии более сильного подпорогового тока возникает более пролонгированный сдвиг МП – локальный ответ. Локальный ответ (ЛО) – активная реакция клетки на электрический раздражитель, однако состояние ионных каналов и транспорт ионов при этом изменяется незначительно. ЛО не проявляется заметной физиологической реакцией клетки. ЛО называют местным возбуждением, так как это возбуждение не распространяется по мембранам возбудимых клеток.

Закон физиологического электротона — Действие постоянного электрического тока на ткань сопровождается изменением ее возбудимости.

Различают 3 вида физиологического электротона или изменения возбудимости:

Катэлектротон — изменение возбудимости под катодом. В момент замыкания под катодом формируется деполяризация и возбудимость повышается. По мере удаления от катода количество его «-» зарядов, а следовательно и выраженность деполяризации уменьшается. В результате возбудимость уменьшается, но она остается выше, чем в состоянии покоя.

Анэлектротон — изменение возбудимости под анодом. В момент замыкания под анодом формируется гиперполяризация и возбудимость снижается. По мере удаления от анода количество его «+» зарядов, а, следовательно, и гиперполяризация уменьшается. В результате возбудимость увеличивается, но она остается ниже, чем в состоянии покоя.

Периэлектротон — обратное изменение возбудимости вне электротонических областей. В зоне прекращения действия катода возбудимость снижается. В зоне прекращения влияний анода она, наоборот, увеличивается.

При длительном прохождении постоянного тока через ткань происходит извращение измененной возбудимости

При длительном замыкании под катодом происходит:

·инактивация Na проницаемости

·повышение уровня критической деполяризации

·увеличение порога деполяризации

·снижение вначале повышенной возбудимости

Это явление получило название катодическая депрессия.

При длительном замыкании под анодом происходит:

·снижение К проницаемости

·уровень критической деполяризации снижается

·порог деполяризации уменьшается

·повышается вначале сниженная возбудимость

Это явление получило название анодическая экзальтация.

Клиническое применение закона:

С одной стороны, он может быть использован, если требуется заблокировать проведение возбуждения по нервной или мышечной ткани (катодическая депрессия) или повысить возбудимость (анодическая экзальтация).

С другой стороны, необходимо помнить о возможности привыкания к длительному действию раздражителей, в частности, фармацевтических препаратов, влияющих на возбудимость мембраны.

Вопрос 2.

Строение и физиологические свойства нервных волокон. Типы волокон.

Физиологические свойства нервных волокон:

1) возбудимость – способность приходить в состояние возбуждения в ответ на раздражение;

2) проводимость – способность передавать нервные возбуждение в виде потенциала действия от места раздражения по всей длине;

3) рефрактерность (устойчивость) – свойство временно резко снижать возбудимость в процессе возбуждения.

Нервная ткань имеет самый короткий рефрактерный период. Значение рефрактерности – предохранять ткань от перевозбуждения, осуществляет ответную реакцию на биологически значимый раздражитель;

4) лабильность – способность реагировать на раздражение с определенной скоростью. Лабильность характеризуется максимальным числом импульсов возбуждения за определенный период времени (1 с) в точном соответствии с ритмом наносимых раздражений.

Нервные волокна не являются самостоятельными структурными элементами нервной ткани, они представляют собой комплексное образование, включающее следующие элементы:

1) отростки нервных клеток – осевые цилиндры;

2) глиальные клетки;

3) соединительнотканную (базальную) пластинку.

Главная функция нервных волокон – проведение нервных импульсов. Отростки нервных клеток проводят сами нервные импульсы, а глиальные клетки способствуют этому проведению. По особенностям строения и функциям нервные волокна подразделяются на два вида: безмиелиновые и миелиновые.

Безмиелиновые нервные волокна не имеют миелиновой оболочки. Их диаметр 5–7 мкм, скорость проведения импульса 1–2 м/с. Миелиновые волокна состоят из осевого цилиндра, покрытого миелиновой оболочкой, образованной шванновскими клетками. Осевой цилиндр имеет мембрану и оксоплазму. Миелиновая оболочка состоит на 80 % из липидов, обладающих высоким омическим сопротивлением, и на 20 % из белка. Миелиновая оболочка не покрывает сплошь осевой цилиндр, а прерывается и оставляет открытыми участки осевого цилиндра, которые называются узловыми перехватами (перехваты Ранвье). Длина участков между перехватами различна и зависит от толщины нервного волокна: чем оно толще, тем длиннее расстояние между перехватами. При диаметре 12–20 мкм скорость проведения возбуждения составляет 70—120 м/с.

В зависимости от скорости проведения возбуждения нервные волокна делятся на три типа: А, В, С.

Наибольшей скорость проведения возбуждения обладают волокна типа А, скорость проведения возбуждения которых достигает 120 м/с, В имеет скорость от 3 до 14 м/с, С – от 0,5 до 2 м/с.

Не следует смешивать понятия «нервное волокно» и «нерв». Нерв – комплексное образование, состоящее из нервного волокна (миелинового или безмиелинового), рыхлой волокнистой соединительной ткани, образующей оболочку нерва.

Вопрос 3.

Механизмы проведения возбуждения по миелиновым и безмиелиновым волокнам. Скорость распространения возбуждения и факторы, влияющие на ее величину.

Механизм проведения возбуждения по нервным волокнам зависит от их типа. Существуют два типа нервных волокон: миелиновые и безмиелиновые.

Процессы метаболизма в безмиелиновых волокнах не обеспечивают быструю компенсацию расхода энергии. Распространение возбуждения будет идти с постепенным затуханием – с декрементом. Декрементное поведение возбуждения характерно для низкоорганизованной нервной системы. Возбуждение распространяется за счет малых круговых токов, которые возникают внутрь волокна или в окружающую его жидкость. Между возбужденными и невозбужденными участками возникает разность потенциалов, которая способствует возникновению круговых токов. Ток будет распространяться от «+» заряда к «—». В месте выхода кругового тока повышается проницаемость плазматической мембраны для ионов Na, в результате чего происходит деполяризация мембраны. Между вновь возбужденным участком и соседним невозбужденным вновь возникает разность потенциалов, что приводит к возникновению круговых токов. Возбуждение постепенно охватывает соседние участки осевого цилиндра и так распространяется до конца аксона.

В миелиновых волокнах благодаря совершенству метаболизма возбуждение проходит, не затухая, без декремента. За счет большого радиуса нервного волокна, обусловленного миелиновой оболочкой, электрический ток может входить и выходить из волокна только в области перехвата. При нанесения раздражения возникает деполяризация в области перехвата А, соседний перехват В это время поляризован. Между перехватами возникает разность потенциалов, и появляются круговые токи. За счет круговых токов возбуждаются другие перехваты, при этом возбуждение распространяется сальтаторно, скачкообразно от одного перехвата к другому. Сальтаторный способ распространения возбуждения экономичен, и скорость распространения возбуждения гораздо выше (70—120 м/с), чем по безмиелиновым нервным волокнам (0,5–2 м/с).

Вопрос 4.

Закон проведения возбуждения по нерву.

Существует три закона проведения раздражения по нервному волокну.

Закон изолированного проведения возбуждения.

Существует ряд особенностей распространения возбуждения в периферических, мякотных и безмякотных нервных волокнах.

В периферических нервных волокнах возбуждение передается только вдоль нервного волокна, но не передается на соседние, которые находятся в одном и том же нервном стволе.

В мякотных нервных волокнах роль изолятора выполняет миелиновая оболочка. За счет миелина увеличивается удельное сопротивление и происходит уменьшение электрической емкости оболочки.

В безмякотных нервных волокнах возбуждение передается изолированно. Это объясняется тем, что сопротивление жидкости, которая заполняет межклеточные щели, значительно ниже сопротивления мембраны нервных волокон. Поэтому ток, возникающий между деполяризованным участком и неполяризованным, проходит по межклеточным щелям и не заходит при этом в соседние нервные волокна.

Закон анатомо-физиологической целостности.

Проведение импульсов по нервному волокну возможно лишь в том случае, если не нарушена его целостность. При нарушении физиологических свойств нервного волокна путем охлаждения, применения различных наркотических средств, сдавливания, а также порезами и повреждениями анатомической целостности проведение нервного импульса по нему будет невозможно.

Закон двустороннего проведения возбуждения.

Нервное волокно проводит нервные импульсы в двух направлениях – центростремительно и центробежно.

В живом организме возбуждение проводится только в одном направлении. Двусторонняя проводимость нервного волокна ограничена в организме местом возникновения импульса и клапанным свойством синапсов, которое заключается в возможности проведения возбуждения только в одном направлении.

Закон «Все или ничего» для нервов и мышц

Закон «все или ничего» — это принцип, согласно которому сила реакции нервной клетки или мышечного волокна не зависит от силы стимула. Если стимул превышает определенный порог, срабатывает нерв или мышечное волокно. По сути, либо будет полный ответ, либо не будет ответа вообще для отдельного нейрона или мышечного волокна.

Как работает закон «Все или ничего»?

Если стимул достаточно сильный, возникает потенциал действия, и нейрон отправляет информацию по аксону от тела клетки к синапсу.Изменения в поляризации клетки приводят к тому, что сигнал распространяется по длине аксона.

Потенциал действия — это всегда полный ответ. Не существует такого понятия, как «сильный» или «слабый» потенциал действия. Напротив, это процесс по принципу «все или ничего». Это сводит к минимуму вероятность потери информации по пути.

Этот процесс аналогичен нажатию на спусковой крючок пистолета. Очень легкого нажатия на спусковой крючок будет недостаточно, и пистолет не выстрелит.Однако, когда к спусковому крючку приложено соответствующее давление, он срабатывает.

Скорость и сила пули не зависят от того, насколько сильно вы нажимаете на спусковой крючок. Пистолет либо стреляет, либо нет. В этой аналогии стимул представляет собой силу, приложенную к спусковому крючку, в то время как выстрел из пистолета представляет собой потенциал действия.

Определение силы стимула

Организму еще нужно определить силу или интенсивность раздражителя. Например, важно знать, насколько горячая чашка кофе, когда вы делаете первый глоток, или чтобы определить, насколько сильно кто-то пожимает вам руку.

Чтобы измерить интенсивность стимула, нервная система полагается на скорость, с которой нейрон срабатывает, и сколько нейронов срабатывает в любой момент времени. Нейрон, срабатывающий с большей скоростью, указывает на стимул большей интенсивности. Многочисленные нейроны, срабатывающие одновременно или в быстрой последовательности, также указывают на более сильный стимул.

Если вы сделаете глоток кофе, и он будет очень горячим, сенсорные нейроны во рту отреагируют очень быстро. Очень крепкое рукопожатие коллеги может привести как к быстрому срабатыванию нейронов, так и к ответу многих сенсорных нейронов в вашей руке.В обоих случаях частота и количество срабатываний нейронов предоставляют ценную информацию об интенсивности исходного стимула.

Открытие закона «Все или ничего»

Закон «все или ничего» впервые был описан в 1871 году физиологом Генри Пикерингом Боудитчем. В своих описаниях сокращения сердечной мышцы он объяснил: «Индукционный шок вызывает сокращение или не может этого сделать в зависимости от его силы; если он вообще это делает, он производит самое сильное сокращение, которое может быть произведено любой силой. стимула в состоянии мышцы в то время.»

Хотя закон «все или ничего» изначально применялся к мышцам сердца, позже было обнаружено, что нейроны и другие мышцы также реагируют на стимулы в соответствии с этим принципом.

Закон Старлинга — обзор

Сердце

Согласно закону сердца Старлинга, изменение предварительной нагрузки, аппроксимируемое конечным диастолическим объемом и определяемое венозным возвратом крови к сердцу, напрямую приводит к изменению ударного объема , определяющие функцию миокарда.⁷ Соотношение между конечным диастолическим давлением наполнения и объемом отражает податливость. Помимо предварительной нагрузки, сердечный выброс также зависит от постнагрузки, которая приблизительно равна конечному систолическому объему сердца, и сократимости, что отражается соотношением пикового систолического давления к объему (максимальная эластичность). ^7,56,157 Уменьшение реакции сердца, то есть продукта ударного объема и артериального давления, на увеличение преднагрузки во время реанимации из-за гиповолемического шока может указывать на снижение сократимости сердца (например,g., вызванные предшествующим сердечным заболеванием, самим гиповолемическим шоком, ушибом миокарда или их комбинациями). ^4,56,158 Влияние гиповолемического шока на функцию миокарда на животных моделях является спорным. В зависимости от моделей, методов и определений сердечной дисфункции некоторые авторы описывают уменьшение, а другие описывают неизменную функцию левых отделов сердца. ^{4,128,157–161} Последнее можно объяснить, если снижение сократительной способности сердца маскируется инотропным эффектом катехоламинов и других положительных инотропных веществ, таких как эндотелин, высвобождаемых во время гиповолемического шока, даже если рецепторно-опосредованные реакции катехоламинов могут снижаться. .^4,23,100,159 Сердца животных, подвергшихся шоку, также могут демонстрировать подавленную функцию ex vivo даже при адекватном коронарном кровотоке и потреблении кислорода. ¹⁶¹

Хотя коронарный кровоток может быть защищен, а потребность сердца в кислороде может снижаться, что связано со снижением наполнения (преднагрузка) и артериального кровяного давления (постнагрузка) во время начального гиповолемического шока, гипотензия может стать настолько серьезной, что коронарный вазодилатация, компенсирующая снижение перфузионного давления, истощается, так что доставка кислорода миокардом снижается до уровня, меньшего, чем потребность сердца в кислороде, и возникает ишемия, особенно при наличии тахикардии.^{3,21,141,161,162} Это может происходить в основном в эндокарде из-за более быстро истощенной вазодилатации эндокарда, чем эпикарда, и перераспределения кровотока от внутреннего слоя сердца к внешнему. ¹⁴¹ Субэндокард может стать ишемическим, что может вызвать очаговый некроз. ¹⁴¹ Из-за региональных трансмуральных и интрамуральных различий в сосудорасширяющем резерве ишемия миокарда может быть неоднородно распределенной и ассоциироваться с пониженным окислительно-восстановительным состоянием, выработкой лактата и расщеплением креатинфосфата.^141,160 Ишемия в конечном итоге может способствовать снижению сократимости миокарда во время гиповолемического шока. Зависимая от гладких мышц и особенно эндотелий-зависимая коронарная вазомоция может быть нарушена после гиповолемического шока. ^90,163

Пентоксифиллин может улучшить функцию эндотелия и миокарда. ¹⁶⁴ Отек миокарда и сдавление капилляров с результирующим нарушением диффузии и извлечения кислорода также могут способствовать снижению регионального коронарного кровотока, регионарной ишемии миокарда и снижению функции миокарда у кровоточащих животных.^{128,132,141,161} Гиповолемический шок может вызвать снижение эластичности левого желудочка. ¹⁵⁹ Дисфункция миокарда после снижения комплаентности (диастолическая дисфункция) может быть особенно выражена во время реанимации после гиповолемического шока. ^157,159 Постишемическая недостаточность («оглушение») также может играть роль во время реанимации, по крайней мере, временно. Ишемия-реперфузия сердца приводит к накоплению внутриклеточного Ca ⁺⁺. ¹²⁸ Это может нарушить функцию митохондрий и саркоплазматического ретикулума и способствовать нарушению сердечной функции после гиповолемического шока.^128,159 У собак введение блокаторов Ca ⁺⁺ может предотвратить такое ухудшение во время реанимации от гиповолемического шока. ¹²⁸ Наконец, системное высвобождение или внутримиокардиальная продукция отрицательных инотропных веществ («депрессивные факторы миокарда» и эндогенные опиоиды) и медиаторов воспаления, таких как фактор некроза опухоли (TNF) -α, интерлейкин (IL) -6 и фактор активации тромбоцитов; окислительное повреждение; Метаболический ацидоз; снижение плотности адренорецепторов; и, как следствие, пониженная чувствительность сердца к циркулирующим катехоламинам может способствовать дисфункции миокарда во время гиповолемического шока.^{11,23,27,37,107,150,160,161,165–168}

Клинические данные о дисфункции миокарда при гиповолемическом шоке немногочисленны. ^46,56,162 Тем не менее, возможно, что тяжелая гипотензия снижает баланс между доставкой кислорода и потребностью сердца, потому что многие пациенты с гиповолемическим шоком могут быть пожилыми людьми и могут иметь заболевание коронарной артерии, нарушающее коронарную вазодилатацию. Для пациента с гиповолемическим шоком снижение податливости левого желудочка, сократимости или того и другого может означать, что для восстановления сердечного выброса во время жидкостной реанимации потребуется относительно высокое давление наполнения.^{56,73,161,162,169} Усредненное оптимальное давление заклинивания легочных капилляров, то есть давление, выше которого сердечный выброс не увеличивается, может не повышаться у пациентов с гиповолемическим шоком (например, от 12 до 15 мм рт. Ст.), Хотя у некоторых пациентов может потребоваться аномально повышенное давление наполнения для увеличения сердечного выброса, или сердечный выброс вообще не увеличивается во время жидкостной реанимации. ^{56,73,169,170} Снижение функции сердца может препятствовать восстановлению доставки кислорода к тканям во время реанимации.^9,46,159 Дисфункция миокарда может быть более выраженной у не выживших, чем у выживших. ⁵⁶ Могут быть некоторые электрокардиографические или ферментативные доказательства ишемии и повреждения миокарда, а у некоторых пациентов может возникнуть инфаркт миокарда как осложнение тяжелого гиповолемического шока после кровотечения. ^162,171

Обзор мышечной системы

Взаимодействие скелетных мышц

Скелетные мышцы взаимодействуют, чтобы производить движения посредством анатомического позиционирования и скоординированного суммирования сигналов иннервации.

Цели обучения

Объясните суммарное взаимодействие скелетных мышц и то, как они влияют на движение

Основные выводы

Ключевые моменты

Сокращения мышц можно назвать подергиванием, суммированием или столбняком.
Подергивание — это период
сокращения и расслабления мышцы после однократной стимуляции.
Суммирование — это возникновение дополнительных сокращений
до того, как предыдущее подергивание полностью расслабилось.
Суммирование может быть достигнуто путем увеличения частоты стимуляции или привлечения дополнительных мышечных волокон в мышцу.
Столбняк
возникает, когда частота мышечных сокращений такова, что максимальная сила возникает при напряжении без какого-либо расслабления мышцы.

Ключевые термины

столбняк : Когда частота мышечных сокращений такова, что максимальная сила создается напряжением без какого-либо расслабления мышцы.
суммирование : Возникновение дополнительных сокращений перед тем, как предыдущие сокращения полностью расслабились.
подергивание : период сокращения и расслабления мышцы после однократной стимуляции.

Сокращения скелетных мышц можно сгруппировать по длине и частоте сокращений.

Twitch

При стимуляции одним потенциалом действия мышца сокращается, а затем расслабляется. Время между стимулом и началом сокращения называется латентным периодом, за которым следует период сокращения.При пиковом сокращении мышца расслабляется и возвращается в исходное положение. Взятые вместе, эти три периода называются подергиванием.

Сокращение мышц : Время между стимуляцией и сокращением называется латентным периодом. После сокращения мышца снова расслабляется до уровня напряжения покоя. Вместе эти три периода образуют одно мышечное сокращение,

Суммирование

Если бы дополнительный потенциал действия должен был стимулировать сокращение мышцы до того, как предыдущее мышечное сокращение полностью расслабилось, то он суммировался бы с этим предыдущим сокращением, увеличивая общее количество напряжения, производимого в мышце.Это сложение называется суммированием. Суммирование мышц может происходить между моторными единицами, чтобы задействовать больше мышечных волокон, а также внутри моторных единиц за счет увеличения частоты сокращения.

Суммирование нескольких волокон

Когда центральная нервная система посылает слабый сигнал о сокращении мышцы, сначала стимулируются меньшие двигательные единицы, которые более возбудимы, чем более крупные. По мере увеличения силы сигнала возбуждаются все больше (и более крупные) двигательные единицы. У самых крупных моторных единиц сократительная сила в 50 раз выше, чем у меньших; таким образом, по мере того, как активируется все больше и больше двигательных единиц, сила сокращения мышц становится все сильнее.Концепция, известная как принцип размера, позволяет градации силы мышц во время слабого сокращения происходить небольшими шагами, которые постепенно увеличиваются по мере того, как требуется большее количество силы.

Суммирование частот

Для скелетных мышц сила, оказываемая мышцами, может контролироваться путем изменения частоты, с которой потенциалы действия посылаются к мышечным волокнам. Потенциалы действия не поступают в мышцы синхронно, и во время сокращения только определенный процент волокон в мышце будет сокращаться в любой момент времени.В типичных обстоятельствах, когда человек прилагает столько мышечной силы, сколько он сознательно способен, примерно одна треть волокон в этой мышце будет сокращаться одновременно. Этот относительно низкий уровень сокращения является защитным механизмом для предотвращения повреждения мышечной ткани и прикрепления сухожилий и структур.

Столбняк

Если частота генерируемых потенциалов действия увеличивается до такой степени, что напряжение мышц достигает своего пика и выходит на плато и не наблюдается расслабления, то сокращение мышц описывается как столбняк.

Суммирование и сокращения столбняка : Повторные подергивания, когда предыдущее подергивание не расслабилось полностью, называются суммированием. Если частота этих сокращений увеличивается до точки, при которой создается максимальное напряжение и не наблюдается расслабления, то сокращение называется столбняком.

Как называются скелетные мышцы

Анатомическое расположение пучков скелетных мышц можно описать как параллельное, сходящееся, перистое или сфинктерное.

Цели обучения

Различать параллельные, перистые, конвергентные и сфинктерные типы мышц

Основные выводы

Ключевые моменты

Параллельные мышцы являются наиболее многочисленными и типичными, пучки которых расположены параллельно друг другу.
Сходящиеся мышцы похожи на параллельные мышцы в прикреплении, хотя пучки не идут параллельно друг другу, образуя более широкую мышцу.
В перистой мышце сухожилие проходит по всей длине мышцы, при этом пучки прикрепляются под углом.
Мышцы сфинктера характеризуются круговым расположением пучков вокруг отверстия. При сокращении отверстие становится меньше.

Ключевые термины

Параллельно : мышца с общей точкой прикрепления, пучки которой проходят параллельно друг другу.
Круглый : Кольцевая полоса мышц, которая окружает отверстие тела, сужаясь и расслабляя, чтобы контролировать поток.
Pennate : мышца в форме пера с пучками, которые косо (под углом) прикрепляются к центральному сухожилию.
Конвергент : мышца с общей точкой прикрепления, хотя отдельные пучки не обязательно проходят параллельно друг другу.

Скелетные мышцы можно разделить на четыре группы в зависимости от их анатомического расположения.

Параллельно

Параллельные мышцы характеризуются пучками, которые проходят параллельно друг другу, и сокращение этих групп мышц действует как продолжение сокращения одного мышечного волокна. Большинство скелетных мышц тела — это параллельные мышцы; хотя их можно увидеть в различных формах, таких как плоские полосы, в форме веретена, а некоторые могут иметь большие выступы в середине, известные как брюшко мышцы.

Параллельные мышцы можно разделить на веретенообразные и негибридные типы в зависимости от их формы. Веретенообразные мышцы имеют более веретенообразную форму (их диаметр в центре больше, чем на обоих концах), тогда как неправильные мышцы имеют более прямоугольную форму с постоянным диаметром.

Двуглавая мышца плеча является примером веретенообразной параллельной мышцы и отвечает за сгибание предплечья.

конвергентный

Конвергентные мышцы имеют общую точку прикрепления, от которой мышечные пучки выходят наружу, не обязательно в определенной пространственной структуре, позволяя мышце покрывать широкую поверхность.Эти мышцы не оказывают такого большого усилия на свои сухожилия. Мышечные волокна во время сокращения часто могут оказывать противоположное воздействие, например, не тянуть в одном направлении, в зависимости от расположения мышечного волокна. Эти волокна, покрывающие широкую поверхность, позволяют совершать более разнообразные движения. Поскольку пучки натягивают сухожилия под углом, они не перемещают сухожилие до их параллельных мышечных аналогов. Несмотря на это, они создают большее напряжение, поскольку обладают большим количеством мышечных волокон, чем параллельные мышцы аналогичного размера.

Большая грудная мышца, расположенная в груди, является примером сходящейся мышцы и отвечает за сгибание плеча.

Пеннат

В Pennate мышцах сухожилие проходит по всей длине мышцы. Фасцикулы натягивают сухожилие под углом, таким образом, не перемещаясь так далеко от параллельных мышц во время сокращения. Однако в этих мышцах обычно относительно больше мышечных волокон, чем в параллельных мышцах аналогичного размера, и поэтому они несут большее напряжение.

Если все пучки перистой мышцы находятся на одной стороне сухожилия, перистая мышца называется однониткой.Если пучки лежат по обе стороны от сухожилия, мышца называется двуплодной. Если центральное сухожилие разветвляется внутри перистой мышцы, эта мышца называется многоплодной.

Прямая мышца бедра, находящаяся в бедре и отвечающая за его сгибание, является примером двуплодной мышцы.

Циркуляр

Волокна круговых мышц или мышц сфинктера расположены концентрически вокруг отверстия или углубления. По мере того как мышца сокращается, отверстие, которое она обходит, становится меньше.По этой причине эти мышцы часто встречаются на входах и выходах внешних и внутренних проходов. Скелетные круговые мышцы отличаются от эквивалентов гладких мышц своей структурой и тем, что они находятся под произвольным контролем

Orbicularis oris, контролирующая открывание рта, является примером круговой мышцы.

Типы мышц тела : четыре типа мышц; параллельные (веретенообразные и не веретенообразные), круглые, сходящиеся и перистые (уни, би и мульти).

Как скелетные мышцы производят движения

Мышцы организованы в группы агонистов, антагонистов и синергистов, которые производят и модулируют движения.

Цели обучения

Различение мышц-агонистов и мышц-антагонистов

Основные выводы

Ключевые моменты

Мышцы-агонист укорачиваются при сокращении, чтобы произвести движение.
После сокращения мышца-антагонист, соединенная с мышцей-агонистом, возвращает конечность в предыдущее положение.
Мышцы-синергисты действуют вокруг подвижного сустава, производя движение, аналогичное или согласованное с мышцами-агонистами, что обеспечивает широкий диапазон возможных движений.

Ключевые термины

антагонист : Этот тип мышцы действует как мышца, противостоящая агонистам, обычно сокращаясь, чтобы вернуть конечность в исходное положение покоя.
агонист : Эти мышцы обычно связаны с самим движением и иногда называются первичными двигателями.Они сокращаются, в то время как другая мышца расслабляется.
синергист : Этот тип мышц действует вокруг подвижного сустава, вызывая движение, аналогичное или согласованное с мышцами-агонистами.

Мышцы существуют в группах, которые производят движения за счет сокращения мышц. Мышцы классифицируются в зависимости от их действий во время сокращений как агонисты, антагонисты или синергисты.

Для пар мышц, называемых антагонистическими парами, одна мышца обозначается как мышца-разгибатель, которая сокращается, чтобы открыть сустав, и мышца-сгибатель, которая действует напротив мышцы-разгибателя.Эти пары существуют в местах тела, в которых тело не может вернуть конечность в исходное положение из-за простого отсутствия сокращения. Типичные пары мышц включают двуглавую мышцу плеча и трехглавую мышцу плеча, которые сгибают или разгибают предплечье.

Мышцы-агонисты

Мышцы-агонисты — это мышцы, которые мы обычно ассоциируем с самим движением, и поэтому их иногда называют первичными двигателями. Мышцы-агонисты производят основное движение или серию движений за счет собственных сокращений.Чтобы вызвать движение, мышцы-агонисты должны быть физически расположены так, чтобы они пересекали сустав через сухожилие. Сокращение будет двигать конечностями, связанными с этим суставом. В этом смысле кость действует как рычаг с сокращением прикрепленного мышечного волокна, приводящим в движение движение.

Во время сгибания предплечья двуглавая мышца плеча является мышцей-агонистом, подтягивая предплечье к плечу.

Мышцы-антагонисты

Большинство мышц сгруппированы попарно, с антагонистом каждой мышцы-агониста.Исключение составляют такие мышцы, как мышцы сфинктера, которые сокращаются способом, противоположным состоянию покоя. Мышцы-антагонисты действуют как мышцы, противостоящие агонистам, обычно сокращаясь, чтобы вернуть конечность в исходное положение покоя.

Во время сгибания предплечья трехглавая мышца плеча является мышцей-антагонистом, сопротивляющейся движению предплечья вверх по направлению к плечу.

Мышцы-синергист

Мышцы-синергисты действуют вокруг подвижного сустава, производя движение, аналогичное или согласованное с мышцами-агонистами.Они часто действуют, чтобы уменьшить чрезмерную силу, создаваемую мышцей-агонистом, и называются нейтрализаторами. Синергисты полезны, потому что они фиксируют определенные суставы, чтобы разрешить диапазон сокращений, в отличие от явной силы сокращения агонистов, ограничивающей диапазон возможных движений.

Во время сгибания предплечья плечевые и плечевые мышцы действуют как мышцы-синергисты, помогая двуглавой мышце плеча подтягивать предплечье к плечу. Мышцы вращательной манжеты также являются синергистами в том смысле, что они фиксируют плечевой сустав, позволяя двуглавой мышце плеча прикладывать большую силу.

Сгибание предплечья двуглавой мышцей плеча : двуглавая мышца плеча является агонистом или движителем праймера, ответственным за сгибание предплечья. Трехглавая мышца плеча (не показана) действует как антагонист. Brachioradialis и brachialis являются мышцами-синергистами, а вращающая манжета (не показана) фиксирует плечевой сустав, позволяя двуглавой мышце плеча проявлять большую силу.

места прикрепления мышц

Сухожилия состоят из соединительной ткани, которая прикрепляет мышцы к кости.

Цели обучения

Опишите функцию сухожилий

Основные выводы

Ключевые моменты

Сухожилия обладают эластичностью, что позволяет им выдерживать натяжение и действовать как пружины.
Сухожилия в основном состоят из плотно упакованных коллагеновых волокон, идущих параллельно силе, создаваемой мышцами, к которым они прикреплены.
Сухожилия также содержат волокна эластина для улучшения эластичных свойств и протеогликаны, которые поддерживают организацию сухожилий при растяжении и сжатии.
Апоневрозы — это большие плоские листы соединительной ткани, похожие на сухожилия. Они отвечают за связывание мышцы с костью и фасциями других мышц.

Ключевые термины

сухожилие : плотная полоса фиброзной ткани, которая обычно соединяет мышцу с костью.
апоневрозы : плотный плоский лист фиброзной ткани, который соединяет мышцу с костями или фасциями других мышц.

Большая часть скелетных мышц прикрепляется к кости для движения.Однако некоторые скелетные мышцы прикрепляются непосредственно к другим мышцам, фасциям или тканям, например к коже.

Сухожилия

Ахиллово сухожилие : Ахиллово сухожилие обеспечивает стабильность и ограничивает диапазон движений в голеностопном суставе. Это самое толстое и сильное сухожилие в теле. Сухожилия — это обычная ткань, соединяющая мышцы с костью.

Сухожилие — это шнуровидная волокнистая соединительная ткань, которая соединяет мышцы с костью и способна выдерживать натяжение.На любом конце сухожилия его волокна переплетаются с фасцией мышцы или надкостницей (плотное волокнистое покрытие кости), позволяя рассеивать силу по кости или мышце.

Сухожилия в основном состоят из плотно упакованных коллагеновых волокон, идущих параллельно силе, создаваемой мышцами, к которым они прикреплены. С коллагеновыми волокнами переплетены молекулы эластина, улучшающие эластичность сухожилий, и различные протеогликаны, белки, к которым присоединены многие молекулы углеводов.Эти белки играют ключевую роль в поддержании организации сухожилия, особенно во время сжатия и разгибания.

Когда-то считалось, что сухожилия играют только пассивную связующую роль. Однако исследования их упругих свойств показали, что они также могут действовать как пружины. Эластичность сухожилий позволяет им пассивно накапливать энергию для последующего высвобождения. Наиболее широко исследуемым примером является ахиллово сухожилие, которое накапливает и высвобождает упругую энергию во время ходьбы, повышая эффективность и снижая мышечную нагрузку.

Апоневрозы

Не все мышцы прикрепляются сухожилиями. Апоневрозы — это большие листообразные слои соединительной ткани, по составу похожие на сухожилия. Апоневрозы также могут прикрепляться к костям, например апоневрозам волосистой части головы, и к фасциям других мышц или тканей, например, к передним апоневрозам живота. Их большая форма и форма обеспечивают структуру и распределяют напряжение по более широкой площади или большому количеству групп мышц.

Другое навесное оборудование

Мышцы также могут прикрепляться непосредственно к другим тканям, что особенно заметно на лице.Скелетные мышцы, участвующие в контроле экспрессии, прикрепляются непосредственно к фасции кожи.

Расположение пучков

Скелетные мышцы сгруппированы в пучки, которые представляют собой пучки мышечных волокон, окруженных перимизием.

Цели обучения

Очертание строения мышечного пучка

Основные выводы

Ключевые моменты

Скелетная мышца окружена толстым соединительным листом, называемым фасцией
Под ним находится еще один слой соединительной ткани, называемый эпимизием, который простирается внутрь в виде перимизиума в мышцу, разделяя волокна на пучки, называемые пучками.
Каждый пучок окружен другим слоем соединительной ткани, называемым эндомизием.
Эта структура разделяет и защищает мышцы, а также распределяет силу по всей мышце, предотвращая повреждение.

Ключевые термины

перимизий : продолжение эпимизия в мышцу, разделяющее волокна на пучки.
эпимизий : лист соединительной ткани, лежащий ниже фасции, также окружающий мышцу.
фасция : лист толстой соединительной ткани, окружающий мышцу.
эндомизий : лист соединительной ткани, который обертывает каждый пучок.
пучок : Группа мышечных волокон, окруженных перимизием.

Мышечная фасция

Структура мышцы : Скелетная мышца окружена толстым внешним слоем соединительной ткани, называемым фасцией. Внутри него находится слой, называемый эпимизием, который расщепляется внутрь на мышцу как перимизий, разделяющий мышечные волокна на группы, называемые пучками.Каждый пучок окружен другим слоем соединительной ткани, называемым эндомизием.

Ткань скелетных мышц состоит из множества мышечных волокон, которые отделены от прилегающих мышц и других тканей слоем плотной эластичной соединительной ткани, называемой фасцией. Эта фасция может выступать за конец мышцы и прикрепляться к костям, другим мышцам и другим тканям. Ключевые группы мышц и связанные с ними сосудистая и нервная системы также могут быть отделены от других тканей, например, в плече.Эти группы называются фасциальными отсеками.

Эта фасция взаимосвязана с серьезными фасциями, встречающимися по всему телу, включая поверхностную фасцию, которая является самым нижним слоем кожи, и висцеральную фасцию, которая окружает внутренние органы. Фасция, окружающая мышцу или группу мышц, не содержит многих кровеносных сосудов, но богата сенсорными рецепторами.

Мышечная фасция преимущественно состоит из поперечно сшитых волокон коллагена и эластина, ориентированных параллельно направлению мышечной силы, что позволяет им противостоять силам высокого напряжения, оставаясь при этом в некоторой степени эластичными.

Fascicles

Под фасцией скелетных мышц находится еще один слой соединительной ткани, называемый эпимизием, который тесно связан с фасцией. Он простирается внутрь и становится перимизием, затем в мышцу, разделяя мышечные волокна на небольшие пучки, называемые пучками. Фасцикулы могут быть расположены в различных анатомических положениях внутри мышцы, производя различные движения.

Каждое отдельное волокно в пучке окружено тонким соединительным слоем, называемым эндомизием, который помогает поддерживать тесную связь между мышечным волокном и соответствующими сосудистыми и нервными системами.

Организация соединительной ткани по всей мышце и вокруг нее обеспечивает силу и гибкость при равномерном распределении силы. Он также поддерживает тесную связь сосудистой и нервной системы с мышцами, которая необходима для доставки необходимых метаболитов и нервных импульсов.

Сердечная ткань и гладкая мышечная ткань

Хотя сердечные и гладкие мышцы также обернуты соединительной тканью, они не дифференцируются так же, как скелетные мышцы.

Рычажные системы

Расположение мышц позволяет им двигаться относительно друг друга, в то время как соединительный элемент действует как точка поворота для рычажной системы.

Цели обучения

Различать сгибатели и разгибатели, а также приводящие и отводящие мышцы

Основные выводы

Ключевые моменты

Для описания действия скелетных мышц можно использовать простую систему рычагов. Рычаги состоят из оси, неподвижного стержня и нагрузки, к которой приложена сила.
Относительные положения оси поворота, нагрузки и силы определяют тип рычага и последующее действие.
Сгибатели и разгибатели регулируют угол между двумя частями тела. Сгибание уменьшает угол, а разгибание увеличивает угол.
Отведение и приведение — это движения относительно средней линии тела. Отведение — это движение от этой средней линии, а приведение — это движение к средней линии.
Внутреннее вращение перемещает дистальные части конечностей внутрь к средней линии.Наружное вращение — это противоположное движение, указывающее дистальную часть конечностей от средней линии.
Подъем конечности или части тела перемещает ее в верхнем направлении, в то время как нажатие перемещает части тела в нижнем направлении.

Ключевые термины

отведение : Движение от средней линии тела.
вращение : Акт поворота вокруг центра или оси.
Первоклассный рычаг : Усилие и нагрузка по обе стороны от оси.
рычаг второго класса : нагрузка между усилием и стержнем.
рычаг третьего класса : сила между шарниром и грузом.
происхождение : относительно неподвижная точка прикрепления мышцы.
насадка : подвижная точка прикрепления мышцы.
flexion : Уменьшает угол между двумя частями тела.
удлинитель : Увеличивает угол между двумя частями тела.
приведение : Движение к средней линии тела.

Скелетная мышца обычно прикрепляется к относительно неподвижной части тела на одном конце и к более подвижной области на другом конце сустава. Крепление на неподвижном конце называется исходной точкой, а на подвижном конце — вставкой. При сокращении вставка тянется к исходной точке. Это движение можно описать с помощью простой рычажной системы. Мышцы могут иметь несколько точек начала и прикрепления, которые определяют тип движения, которое они производят.

Рычаги

Рычаг состоит из трех частей: неподвижного стержня, который прикреплен к точке опоры (оси), и груза.В зависимости от относительного положения трех компонентов рычаги могут перемещать тяжелые грузы или перемещать грузы дальше или быстрее при приложении силы.

Если груз находится близко к оси поворота, а сила приложена далеко от оси, то считается, что рычаг работает с механическим преимуществом. Большая, но относительно небольшая сила может переместить тяжелый объект. Классический пример такого рычага — автомобильный домкрат. При больших перемещениях рычага тяжелый автомобиль небольшими приращениями поднимается от земли.

Если нагрузка находится далеко от оси поворота и сила приложена рядом с ней, то считается, что рычаг работает с механическими недостатками.Для перемещения относительно небольшого груза требуется большая сила, но скорость и расстояние, на котором этот груз может перемещаться, значительно увеличиваются. Примером этого является сочетание лопаты с сильными движениями мышц руки, что приводит к большим движениям головки лопаты.

В мышцах суставы являются стержнями, а кости — неподвижными стержнями. Нагрузка — это вес кости, связанных тканей и других перемещаемых объектов, а сила прилагается мышцей в точке ее прикрепления.

Классы рычагов

Рычаги

также могут изменяться в зависимости от относительного положения нагрузки, оси поворота и точки приложения силы. Классы рычагов включают:

Первоклассный рычаг

В рычаге первого класса нагрузка и усилие располагаются по обе стороны от оси, как качели. Первоклассные рычаги относительно редко встречаются в организме, но одним из примеров является трехглавая мышца плеча плеча, которая действует для разгибания предплечья. Сила прилагается в точке ее приложения к локтевой кости предплечья, локоть является стержнем, а нагрузка — плечевой костью в плече.Думая об относительном расстоянии между точками прикрепления, можно сказать, что трехглавая мышца плеча имеет механический недостаток.

Рычаг второго класса

В рычаге второго класса сила прилагается к одному концу, шарнир — на другом, а нагрузка находится между ними. Рычаги второго класса тоже относительно редки в кузове. Один из примеров — приподняться на цыпочках. Ось опирается на переднюю часть стопы, нагрузка — это вес тела, а сила прилагается через ахиллово сухожилие в пятке.Все рычаги второго класса в кузове действуют с механическим преимуществом, поскольку сила всегда прикладывается ближе к нагрузке, чем к оси.

Рычаг третьего класса

В рычаге третьего класса сила приложена между грузом и стержнем. Большинство мышц тела — это рычаги третьего класса, и все они действуют с механическими недостатками, поскольку сила прикладывается ближе к оси вращения, чем нагрузка. Примером рычага третьего класса в теле является двуглавая мышца плеча, которая сгибает предплечье по направлению к плечу.Начинающаяся от лопатки, точка опоры — это локоть, при этом сила, прикладываемая сразу после локтя в точке прикрепления к радиусу предплечья. Нагрузка — это предплечье и любые предметы, которые несет человек.

Типы движения

Работая вместе, используя принципы рычага, описанные выше, скелетные мышцы могут вызывать широкий диапазон движений.

Сгибатели и разгибатели

Сгибатели и разгибатели регулируют и изменяют угол между двумя частями тела.Сгибание уменьшает угол, а разгибание увеличивает угол. Например, разгибание руки открывает угол в локтевом суставе, а сгибание позволяет сгибать руку. Сгибание также может двигаться внутрь к телу или вперед, например, бедрами или плечами. Разгибание в этом случае перемещает конечности к задней стороне рычага тела.

Похищение и приведение

Отведение и приведение — это движения относительно средней линии тела. Отведение — это движение от средней линии тела, а приведение — это движение к этой линии.Например, отведение рук или ног в сторону от тела — это отведение, а возвращение конечностей к средней линии — приведение.

Внутреннее вращение

Внутренняя или медиальная ротация характерна для плеча или бедра и приводит дистальные части конечностей внутрь к средней линии. Внутреннее вращение также может перемещать плечевую и бедренную кость внутрь. Наружное или латеральное вращение — это противоположное движение, указывающее дистальную часть конечностей, а также плечевую и бедренную кость от средней линии.

Депрессия и возвышение

Конечность или часть тела могут перемещаться вверх (или в более высоком направлении) посредством возвышения. Например, трапеция поднимает верхушку плеча вверх. Депрессия противоположна возвышению или движению частей тела в нижнем направлении.

Типы движений тела : Расположение мышц вокруг сустава определяет тип производимого движения.

Определение мышечной силы в физиологии.

Примеры мышечных сил в следующих темах:

Сила сокращения мышц
- Сила , создаваемая мышцей, которую создает , зависит от ее длины и скорости сокращения.
- Сила , которую создает мышца , зависит от длины мышцы и скорости ее сокращения.
- Соотношение сила -скорость в мышце связывает скорость при котором мышца изменяет длину с силой этого сокращения и результирующая выходная мощность ( усилие, x скорость = мощность).
- Сила , создаваемая мышцей зависит от количества образованных актиновых и миозиновых поперечных мостиков; большее число поперечных мостов приводит к большему количеству сил .
- Хотя сила мышцы увеличивается, нет скорости сжатия и генерируется нулевая мощность (левый край графика).
Скорость и продолжительность сокращения мышц
- Скорость укорачивания влияет на величину силы , создаваемой мышцей .
- При сокращении подергивания короткий импульс стимуляции заставляет мышцу сокращаться, но продолжительность настолько коротка, что мышца начинает расслабляться, прежде чем достигнет пика силы .
- Соотношение сила -скорость в мышце связывает скорость, с которой мышца изменяет длину, с силой этого сокращения и результирующей выходной мощностью ( сила x скорость = мощность).
- Сила , создаваемая мышцей , зависит от количества образованных актиновых и миозиновых поперечных мостиков; большее количество поперечных мостов приводит к большему количеству сил .
- Обратное верно для растяжения мышц ; хотя сила мышцы увеличивается, скорость сокращения отсутствует и генерируется нулевая мощность (левый край графика).
Расположение пучков
- Скелетные мышц сгруппированы в пучки, которые представляют собой пучки из мышечных волокон , окруженные перимизием.
- Скелетная мышцы Ткань состоит из множества мышечных волокон волокон, которые отделены от соседних мышц и других тканей слой плотной эластичной соединительной ткани, называемой фасцией.
- Эта фасция может выступают за конец мышцы и прикрепляются к костям, другим мышцам и другие ткани.
- Мышца фасция преимущественно состоит из поперечно-сшитые волокна коллагена и эластина, ориентированные параллельно направлению мускул сила , что делает их способными противостоять высокому напряжению сил , оставаясь при этом в некоторой степени эластичными.
- Организация соединительной ткани по всей длине и вокруг мышц обеспечивает силу и гибкость равномерно распределяя усилие .
Мышечная усталость
- Мышцы Усталость означает снижение мышцы силы , создаваемые в течение продолжительных периодов активности или из-за патологические проблемы.
- Длительное использование мышц требует доставка кислорода и глюкозы к мышечному волокну для обеспечения аэробного дыхания произойти, производя АТФ, необходимый для сокращения мышц.
- Нервы отвечают за сокращение мышц , определение количества, последовательности и силы мышечных схватки.
- Для большинства движений требуется сила , намного ниже той, которую потенциально может создать мышца , и нервная усталость, за исключением болезней, редко является проблемой.
- При достаточной тренировке метаболическая емкость мышц может измениться, что отсрочит наступление усталости мышц .
Типы мышечных сокращений: изотонические и изометрические
- Мышца сокращения определяются изменениями длины мышцы во время сокращения.
- Концентрическое сокращение — это тип сокращения мышц , при котором мышц укорачиваются, создавая силу , преодолевая сопротивление.
- Происходит перекрестный цикл, укорачивающий саркомер, мышц, волокон и мышц .
- Эксцентрическое сокращение приводит к удлинению мышцы , в то время как мышца все еще создает силу ; в действительности сопротивление больше силы, создаваемой .
- В отличие от изотонических сокращений, изометрические сокращения создают силу без изменения длины мышцы , общей для мышц кисти и предплечья, отвечающих за захват.
Как скелетные мышцы производят движения
- Мышцы существуют в группах, которые работают для создания движений за счет сокращения мышц .
- Для пар мышц , называемых антагонистическими парами, одна мышца обозначается как мышца-разгибатель , которая сокращается, чтобы открыть сустав, и мышца-сгибатель , которая действует напротив мышцы-разгибателя .
- Они часто действуют для уменьшения чрезмерной силы , создаваемой агонистом мышцы , и называются нейтрализаторами.
- мышц вращающей манжеты также являются синергистами в том смысле, что они фиксируют плечевой сустав, позволяя двуглавой мышце плеча прикладывать большее усилие .
- brachioradialis и brachialis являются синергистами мышц , а вращающая манжета (не показана) фиксирует плечевой сустав, позволяя двуглавой мышце плеча прикладывать большее усилие .
Гипотония и гипертония
- Гипертония — это снижение способности мышц к растяжению из-за повышенного напряжения мышц ; гипотония, обусловленная хроническим снижением напряжения мышц , .
- Гипертония — это снижение способности мышцы растягиваться из-за повышенного напряжения мышцы ; это вызвано повреждениями верхних мотонейронов.
- Эффекты гипертонии включают спастическую дистонию (состояние продолжительных сокращений мышц, мышц) и ригидность (состояние жесткости мышц , и снижение гибкости).
- Гипотония — это состояние пониженного тонуса и напряжения мышц, , что приводит к снижению способности создавать силу из сокращений мышц .
- Мышца , веретено, с γ-мотонейронами, сенсорными волокнами и проприорецептором, которые определяют величину и скорость изменения длины в мышце .
Типы мышечной ткани
- Функция мышц — движение, но типы вызываемых движений различаются для скелетных, сердечных и гладких мышц .
- Скелетные мышцы являются произвольными и имеют поперечно-полосатую природу, что позволяет организму двигаться за счет преднамеренного создания силы .
- Скелетные мышечные волокна являются самыми длинными мышечными волокнами, и имеют полосы на своей поверхности.
- Хотя сердечная мышца является непроизвольной по своей природе, она структурно отличается от гладкой мышцы .
- Сердечная мышца поперечнополосатая, похожа на скелетную мышцу , но сокращается непроизвольно.
Как называются скелетные мышцы
- Параллельные мышц характеризуются пучками, которые проходят параллельно друг другу, и сокращение этих мышц групп действует как продолжение сокращения одного волокна мышцы .
- Эти мускулов не склонны оказывать на свои сухожилия столько же силы .
- В мышцах Pennate сухожилие проходит через длину мышцы .
- Однако эти мышц , как правило, имеют относительно больше мышечных волокон , чем параллельные мышц аналогичного размера, и, таким образом, несут большее напряжение.
- Если центральное сухожилие разветвляется внутри перистой мышцы , мышца называется многоплодной.
Аномальные сокращения скелетных мышц
- Непроизвольные мышечные сокращения называются спазмами и могут быть следствием аномальной активности нерва или мышцы .
- Примеры спазмов включают мышечных сокращений из-за аномальной нервной стимуляции или аномальной активности самой мышцы .
- Спазм может привести к растяжениям мышц или разрывам сухожилий и связок, если сила спазма превышает силу растяжения нижележащих соединительных тканей, например, при особенно сильном спазме , или в случае ослабленные соединительные ткани.
- В этом случае гипертонический тонус мышцы чрезмерен и мышцы не могут расслабиться.
- Гипертонический мышечный спазм — это состояние хронического, чрезмерного мышечного тонуса или напряжения в покоящейся мышце — количество сокращения, которое сохраняется, когда мышца не работает активно.

Основы биомеханики: законы движения Ньютона

Сэр Исаак Ньютон сформулировал 3 физических «закона», которые легли в основу классической механики. Посредством этих законов он описывает соотношение сил, объектов и движения.На протяжении трех столетий это было основой для понимания систем движения и физических сил.

Имейте в виду, что, хотя эти 3 закона изменили взгляд ученых на мир, он отнюдь не полон. Дальнейшие открытия, касающиеся квантовой физики и теории относительности, показали, что эти законы являются только основой механики, а не всеобъемлющими. Тем не менее, понимание этих трех законов является предпосылкой для изучения движения и их физических систем.

Первое правило законов Ньютона — вы не говорите о законах Ньютона.

Второе правило законов Ньютона — вы не говорите о законах Ньютона!

А если серьезно, вот они…

Объект в состоянии постоянной скорости имеет тенденцию оставаться в этом состоянии движения, если к нему не приложена неуравновешенная сила. Другими словами, это сопротивление изменениям движения. При концептуализации инерции следует учитывать важные моменты. Одно из этих соображений заключается в том, что покой — это постоянная скорость, и ее можно рассматривать как имеющую инерцию. Еще одно соображение заключается в том, что гравитация — это неуравновешенная сила, действующая на все объекты.

Прискорбное прозрение инерции

1) Как инерция применима к биомеханике

Рассмотрим позднюю фазу качания походки и силы, действующие на нижнюю конечность. Непосредственно перед ударом пятки почти не задействованы мышцы, которые продвигают конечность вперед, но она все еще продолжает двигаться вперед в пространстве. Это инерция. Чтобы справиться с этой инерцией, тело использует эксцентрическое сокращение подколенных сухожилий, чтобы замедлить конечность, подготовиться к удару пяткой и уменьшить резкие силы реакции.

Эксцентрическое замедление инерции на поздней фазе походки

Чистая сила, приложенная к телу (массе), вызывает пропорциональное ускорение. Этот закон описывает взаимосвязь между массой объекта, ускорением и приложенной силой. И ускорение, и сила должны иметь одинаковое направление вектора.

Это также можно рассматривать в других терминах:

Импульс = масса x скорость. Изменение количества движения тела пропорционально импульсу, приложенному к телу, и происходит вдоль прямой линии, на которой этот импульс воздействует.Импульс не может быть изменен, если на него не действует внешняя сила; его можно только сохранить.

Ускорение пропорционально неуравновешенным силам, действующим на него, и обратно пропорционально массе объекта (a = F / m)

У Кена Гриффи-младшего был один плавный второй закон движения

Как F = ma применимо к биомеханике

Практически каждое статическое и динамическое движение имеет силу. Мышцы — это ткани, которые сокращаются и создают силу на рычагах тела (соединительной ткани, костях).При любом движении человека F = ma можно использовать для упрощенного расчета силы. Это уравнение можно использовать даже со статическими позициями. Рассмотрим статичное положение головы вперед. Гравитация и масса головы накладывают передне-нижнюю силу. Чтобы противостоять этой силе и не дать вашей шее оторваться от стола, вы должны постоянно сокращать поднимающие лопатки, верхние трапециевидные и задние шейные мышцы, чтобы противодействовать этой силе. Рассчитав ускорение свободного падения и массу головы, вы можете начать вычислять мышечные силы, необходимые для предотвращения движения.

Масса головы и сила тяжести вместе создают направленную вниз силу

На каждое действие есть равная и противоположная реакция. Этот закон описывает, как силы всегда приходят парами, что означает, что каждый раз, когда объекты контактируют друг с другом, они проявляют силу. Важным моментом здесь является концепция, согласно которой гравитация ВСЕГДА касается каждого объекта.

Том Круз демонстрирует свой уверенный контроль над третьим законом движения Ньютона в классическом фильме «Цвет денег»

Как действие-реакция применяется к биомеханике

Перенос веса голеностопного сустава на ногу пациента приведет к увеличению силы массы и нисходящему натяжению под действием силы тяжести, реакция заключается в том, что противоположная мышца должна будет создать силу, чтобы преодолеть эту массу.Другой пример этого закона — силы реакции земли. Бег по мягкому грунту приведет к гораздо меньшим ударным нагрузкам, чем по твердому бетону.

Наземные силы реагирования на походке

3 закона движения Ньютона являются основой для понимания движения и систем корреляционных сил. Каждый закон можно применить к биомеханике по-своему.

Инерция = объект с постоянной скоростью имеет тенденцию оставаться в этом состоянии движения, если к нему не приложена неуравновешенная сила
F = MA = Чистая сила, приложенная к телу (массе), вызывает пропорциональное ускорение
Действие-Реакция = Для каждого действия существует равная и противоположная реакция

Темы

Force

Законы Ньютона

Рычаги

Момент

Гравитация

Давление

Биомеханические отношения

Копать глубже

http: // www.Physicsclassroom.com/class/newtlaws/

http://zonalandeducation.com/mstm/physics/mechanics/forces/newton/newton.html

http://www.youtube.com/watch?v=ih58Lc7wq0U&feature=related

–

Основная причина, по которой я веду этот блог, — поделиться знаниями и помочь людям стать лучшими клиницистами / тренерами. Я хочу, чтобы наша профессия росла и чтобы у наших пациентов были лучшие результаты. Независимо от вашей конкретной должности (PT, Chiro, Trainer, Coach и т. Д.), все мы преследуем одну и ту же цель — дать людям возможность решать свои проблемы с помощью движения. Я надеюсь, что содержание этого веб-сайта поможет вам в этом.

Если вам понравилось и вы нашли это полезным, поделитесь им со своими коллегами. И если вы чувствуете себя щедрым, сделайте пожертвование, чтобы помочь мне запустить этот сайт. Мы очень ценим любую сумму, которую вы можете себе позволить.

РАСТЯГИВАНИЕ И ГИБКОСТЬ — Физиология растяжения

Перейти к предыдущей, следующей главе.

Цель этой главы — познакомить вас с некоторыми из основных физиологические концепции, которые вступают в действие при растяжении мышцы. Сначала будут представлены концепции с общим обзором, а затем (для желающих узнать кровавые подробности) будет обсуждаться в дальнейшие детали. Если вас не очень интересует этот аспект растяжка, вы можете пропустить эту главу. Другие разделы будут ссылаться на важные концепции из этой главы, и вы можете легко найти их основа «необходимости знать».

Вместе мышцы и кости составляют то, что называется Опорно-двигательный аппарат тела. Кости обеспечивают осанку и структурная поддержка тела и мускулов обеспечивают телу способность двигаться (сокращаясь и тем самым создавая напряжение). В опорно-двигательный аппарат также обеспечивает защиту внутренних органов тела. органы. Чтобы выполнять свою функцию, кости должны быть соединены вместе. чем-то. Точка, где кости соединяются друг с другом, называется сустав , и это соединение в основном связки (вместе с помощью мышц).Мышцы прикрепляются к кости с помощью сухожилия . Кости, сухожилия и связки не обладают способностью (как мышцы), чтобы ваше тело двигалось. Мышцы очень уникальны в этом уважать.

Мышцы различаются по форме и размеру и служат разным целям. Большинство крупных мышц, таких как подколенные сухожилия и квадрицепсы, контролируют движения. Другие мышцы, такие как сердце и мышцы внутреннего уха, выполняют другие функции. Однако на микроскопическом уровне все мышцы разделяют та же основная структура.

На самом высоком уровне (целая) мышца состоит из множества нитей ткань называется пучков . Это мышечные волокна, которые мы посмотрите, когда мы режем красное мясо или птицу. Каждый пучок состоит из пучков , которые представляют собой пучки мышечных волокон . Мышца волокна, в свою очередь, состоят из десятков тысяч нитевидных миофибриллы , которые могут сокращаться, расслабляться и удлиняться (удлиняться). Миофибриллы (в свою очередь) состоят из миллионов полосок, уложенных из конца в конец позвонил саркомерам .Каждый саркомер сделан из перекрывающиеся толстые и тонкие филаменты называются миофиламентами . В толстые и тонкие миофиламенты состоят из сократительных белков , в первую очередь актин и миозин.

Как сокращаются мышцы

То, как работают все эти различные уровни мышц, как следующим образом: Нервы соединяют позвоночник с мышцами. Место, где соединение нерва и мышцы называется нервно-мышечным соединением . Когда электрический сигнал проходит через нервно-мышечное соединение, он передается глубоко внутрь мышечных волокон.Внутри мышечных волокон сигнал стимулирует поток кальция, который вызывает густой и тонкие миофиламенты скользят друг по другу. Когда это происходит, это заставляет саркомер укорачиваться, что создает силу. Когда миллиарды саркомеры в мышцах сразу укорачиваются, что приводит к сокращению всего мышечного волокна.

Когда мышечное волокно сокращается, оно сокращается полностью. Такого нет вещь как частично сокращенное мышечное волокно. Мышечные волокна не в состоянии варьировать интенсивность их сжатия по отношению к нагрузке против которые они действуют.Если это так, то как сила мышечные сокращения различаются по силе от сильного до слабого? Что происходит заключается в том, что задействуется больше мышечных волокон, если они необходимы для выполнения работа под рукой. Чем больше мышечных волокон задействовано центральной нервной системы, тем сильнее сила, создаваемая мышечной сокращение.

Быстрые и медленные мышечные волокна

Энергия, которая производит поток кальция в мышечных волокнах, поступает от митохондрии , часть мышечной клетки, которая превращает глюкозу (уровень сахара в крови) в энергию.Различные типы мышечных волокон имеют разное количество митохондрий. Чем больше митохондрий в мышце волокно, тем больше энергии оно способно произвести. Мышечные волокна подразделяются на медленно сокращающиеся волокна и быстро сокращающиеся волокна . Медленно сокращающиеся волокна (также называемые мышечными волокнами типа 1 ) медленно растут. сокращаются, но они также очень медленно утомляются. Быстро сокращающиеся волокна очень быстро сжимаются и бывают двух разновидностей: Тип 2A мышечные волокна , которые утомляются со средней скоростью, и типа 2B мышечные волокна , которые очень быстро утомляются.Основная причина медленно сокращающиеся волокна медленно утомляются из-за того, что они содержат больше митохондрии, чем быстро сокращающиеся волокна, и, следовательно, способны производить больше энергия. Медленно сокращающиеся волокна также меньше в диаметре, чем быстро сокращающиеся. волокна и увеличивают капиллярный кровоток вокруг них. Потому что они имеют меньший диаметр и повышенный кровоток, медленные волокна способны доставлять больше кислорода и удалять больше отходов из мышечных волокон (что снижает их «утомляемость»).

Эти три типа мышечных волокон (типы 1, 2A и 2B) содержатся в все мышцы в разном количестве. Мышцы, которые нужно сильно сокращать времени (как и сердце) имеют большее количество Тип 1 (медленный) волокна. Когда мышца впервые начинает сокращаться, это в первую очередь 1-й тип. сначала активируются волокна, затем волокна Типа 2А и Типа 2В активируются (при необходимости) в указанном порядке. Дело в том, что мышечные волокна набрано в этой последовательности — вот что дает возможность выполнять мозговые команды с такими точно настроенными мышечными ответами.Это также делает волокна типа 2B трудно тренировать, потому что они не активируются пока не будет задействовано большинство волокон Типа 1 и Типа 2А.

HFLTA заявляет, что лучший способ запомнить разница между мышцами с преимущественно медленно сокращающимися волокнами и мышцы с преимущественно быстросокращающимися волокнами следует думать о «белых мясо »и« темное мясо ». Темное мясо темное, потому что в нем больше медленно сокращающихся мышечных волокон и, следовательно, большего количества митохондрий, которые темные.Белое мясо состоит в основном из мышечных волокон, которые большую часть времени отдыхают, но их часто просят кратко приступы интенсивной активности. Эта мышечная ткань может быстро сокращаться, но быстро утомляется и медленно восстанавливается. Белое мясо светлее чем темное мясо, потому что в нем меньше митохондрий.

Вокруг мышцы расположены соединительнотканных волокна. ткани . Соединительная ткань состоит из основного вещества и двух виды клетчатки на белковой основе.Два типа волокна: коллагеновая соединительная ткань и эластичная соединительная ткань . Коллагеновая соединительная ткань состоит в основном из коллагена (отсюда и ее название) и обеспечивает предел прочности. Эластичная соединительная ткань состоит в основном из эластина и (как можно догадаться по названию) обеспечивает эластичность. Основное вещество называется мукополисахарид и действует как смазка (позволяя волокнам легко скользить по одному другой), и в качестве клея (удерживая волокна ткани вместе в связки).Более эластичная соединительная ткань вокруг сустава, тем больше диапазон движений в этом суставе. Соединительные ткани состоящие из сухожилий, связок и фасциальных влагалищ, которые охватывают, или связать мышцы в отдельные группы. Эти фасциальные оболочки или фасция , названы в соответствии с их расположением в мышцы:

эндомизий: Самая внутренняя фасциальная оболочка, охватывающая отдельные мышечные волокна.
перимизий: Фасциальная оболочка, которая связывает группы мышечных волокон в отдельные fasciculi (см. раздел «Состав мышц»).
эпимизий: Внешняя фасциальная оболочка, которая связывает целые пучки (см. Раздел «Состав мышц»).

Эти соединительные ткани помогают обеспечить эластичность и тонус мышцы.

Когда мышцы заставляют конечность перемещаться по диапазону движения сустава, они обычно действуют в следующих сотрудничающих группах:

агонисты: Эти мышцы вызывают движение. Они создают нормальный диапазон движения в суставе сокращением.Агонисты также называют первичные двигатели , так как они — мышцы, которые в первую очередь отвечает за создание движения.
антагонисты: Эти мышцы действуют противоположно движению, производимому агонисты и несут ответственность за возвращение конечности в исходное должность.
синергистов: Эти мышцы выполняют или помогают в выполнении одного и того же набора суставов. движение как агонисты. Синергистов иногда называют нейтрализаторы потому что они помогают нейтрализовать или нейтрализовать лишние движение от агонистов, чтобы убедиться, что генерируемая сила работает в желаемой плоскости движения.
фиксаторы: Эти мышцы обеспечивают необходимую поддержку, помогая удерживать остальная часть тела на месте во время движения. Фиксаторы также Стабилизаторы иногда называют .

Например, когда вы сгибаете колено, подколенное сухожилие сокращается и, в некоторой степени то же самое происходит с икроножной мышцей и нижними ягодицами. Между тем, квадрицепсы заторможены (расслаблены и растянуты. несколько), чтобы не сопротивляться сгибанию (см. раздел «Взаимное торможение»).В этом примере подколенное сухожилие служит агонистом или первичный двигатель; квадрицепс служит антагонистом; и теленок и нижние ягодицы служат синергистами. Агонисты и антагонисты обычно располагается на противоположных сторонах пораженного сустава (например, ваш подколенные сухожилия и квадрицепсы или ваши трицепсы и бицепсы), в то время как синергисты обычно располагаются на той же стороне сустава рядом с агонистами. Более крупные мышцы часто призывают своих более мелких соседей действовать как синергисты.

Ниже приводится список наиболее часто используемых мышц-агонистов / антагонистов. пары:

грудные / широчайшие мышцы спины (грудные и широчайшие)
передние дельтоиды / задние дельты (переднее и заднее плечо)
трапеции / дельты (трапеции и дельты)
брюшной пресс / выпрямители позвоночника (пресс и поясница)
левый и правый внешние косые (стороны)
квадрицепсы / подколенные сухожилия (квадрицепсы и бедра)
голени / икры
бицепс / трицепс
сгибатели / разгибатели предплечья

Сокращение мышцы не обязательно означает, что мышца укорачивается; это только означает, что возникло напряжение.Мышцы могут заключить договор следующими способами:

изометрическое сжатие

Это сокращение, при котором не происходит никакого движения, потому что нагрузка на мышцу превышает напряжение, создаваемое сокращающейся мышцей. Это происходит, когда мышца пытается толкать или тянуть неподвижный объект.

изотоническое сокращение

Это сокращение, в котором происходит движение и , потому что напряжение, создаваемое сокращающейся мышцей, превышает нагрузку на мышца.Это происходит, когда вы используете свои мышцы для успешного толчка или тянуть объект.

Изотонические сокращения делятся на два типа:

концентрическое сжатие: Это сокращение, при котором мышца уменьшается в длину (укорачивается). против встречного груза, например, подняв тяжесть.
эксцентрическое сжатие: Это сокращение, при котором мышца увеличивается в длину. (удлиняется) при сопротивлении нагрузке, например, при нажатии на что-либо.

Во время концентрического сокращения сокращающиеся мышцы служат агонистами и, следовательно, выполняют всю работу. Во время эксцентрическое сокращение, мышцы, которые удлиняются, служат агонисты (и делают всю работу). См. Раздел «Взаимодействие групп мышц».

Растяжение мышечного волокна начинается с саркомера. (см. раздел «Состав мышц»), основная единица сокращения в мышечное волокно. По мере сужения саркомера область перекрытия между толстые и тонкие миофиламенты увеличиваются.По мере того как он растягивается, эта область перекрытия уменьшается, позволяя мышечным волокнам удлиняться. Однажды мышечное волокно находится на максимальной длине покоя (все саркомеры полностью растянуты), дополнительное растяжение накладывает силу на окружающие соединительная ткань (см. раздел «Соединительная ткань»). По мере увеличения напряжения волокна коллагена в соединительной ткани выравниваются вдоль та же силовая линия, что и напряжение. Следовательно, когда вы растягиваетесь, мышца волокно вытягивается саркомером на всю длину саркомера, а затем соединительная ткань принимает на себя оставшуюся слабину.Когда это происходит, это помогает выровнять любые неорганизованные волокна в направлении напряжение. Эта перестройка помогает восстановить поврежденную ткань. вернуться к здоровью.

Когда мышца растягивается, некоторые из ее волокон удлиняются, а другие волокна могут оставаться в покое. Текущая длина всей мышцы зависит от количества растянутых волокон (аналогично тому, как общая сила сокращающейся мышцы зависит от количества набираемые волокна сокращаются). Согласно SynerStretch вы следует думать о «маленьких карманах волокон, распределенных по всей растяжение мышечного тела, а другие волокна просто идут на поездка».Чем больше растянуты волокна, тем больше длина развита растянутой мышцей.

Проприорецепторы

Нервные окончания, передающие всю информацию о опорно-двигательном аппарате. Система центральной нервной системы называются проприорецепторами , . Проприорецепторы (также называемые механорецепторами ) являются источником всех проприоцепция : восприятие собственного положения тела и движение. Проприорецепторы обнаруживают любые изменения физического смещения (движение или положение) и любые изменения напряжения или силы в пределах тело.Они находятся во всех нервных окончаниях суставов, мышц и сухожилия. Проприорецепторы, связанные с растяжением, расположены в в сухожилиях и в мышечных волокнах.

Есть два вида мышечных волокон: интрафузальные мышечные волокна, и экстрафузальные мышечные волокна . Волокна Extrafusil — это те волокна, которые содержат миофибриллы (см. раздел «Состав мышц») и обычно имеется в виду, когда мы говорим о мышечных волокнах. Интрафузальные волокна также называются мышечными веретенами и лежат параллельно экстрафузальным волокнам.Мышечные веретена, или рецепторы растяжения , являются первичными проприорецепторы в мышце. Еще один проприорецептор, который вступает в игру при растяжении располагается в сухожилии возле конца мышцы волокно и называется органом сухожилия Гольджи . Третий тип проприорецептор, называемый пачинским тельцем , расположен недалеко от орган сухожилия Гольджи и отвечает за обнаружение изменений в движение и давление внутри тела.

Когда экстрафузальные волокна мышцы удлиняются, растут и интрафузальные волокна. волокна (мышечные веретена).Мышечное веретено содержит два разных типы волокон (или рецепторов растяжения), чувствительные к изменению длины мышцы и скорости изменения длины мышцы. Когда мышцы сокращается, это создает напряжение в сухожилиях там, где орган сухожилия Гольджи расположен. Орган сухожилия Гольджи чувствителен к изменению напряжения и скорость изменения напряжения.

Рефлекс растяжения

Когда мышца растягивается, растягивается и мышечное веретено. (см. раздел Проприорецепторы).Мышечное веретено фиксирует изменение длины (и как быстро) и посылает сигналы к позвоночнику, которые передают это Информация. Это вызывает рефлекс растяжения (также называемый миотатический рефлекс ), который пытается противостоять изменению мышцы длины, заставляя растянутую мышцу сокращаться. Чем внезапнее изменение длины мышцы, тем сильнее будут сокращения мышц (плиометрическая, или «прыжковая» тренировка основана на этом факте). Этот базовый функция мышечного веретена помогает поддерживать мышечный тонус и защитить тело от травм.

Одна из причин проведения растяжки в течение длительного периода времени заключается в том, что когда вы удерживаете мышцу в растянутом положении, мышца веретено приживается (привыкает к новой длине) и сокращает его сигнализация. Постепенно вы можете тренировать свои рецепторы растяжения, чтобы большее удлинение мышц.

Некоторые источники предполагают, что при длительных тренировках растяжка рефлекс определенных мышц можно контролировать, так что или отсутствие рефлекторного сокращения в ответ на внезапное растяжение.Пока этот тип управления дает возможность для максимального увеличивает гибкость, а также обеспечивает наибольший риск травм при неправильном использовании. Только непревзойденные профессиональные спортсмены и считается, что танцоры, достигшие вершины своего вида спорта (или искусства), на самом деле обладают таким уровнем мышечного контроля.

Компоненты Stretch Reflex

Рефлекс растяжения имеет как динамический, так и статический компоненты. Статический компонент рефлекса растяжения сохраняется до тех пор, пока мышца растягивается.Динамический компонент рефлекса растяжения (который может быть очень мощным) длится всего мгновение и отвечает к первоначальному внезапному увеличению длины мышцы. Причина, по которой Рефлекс растяжения состоит из двух компонентов, потому что на самом деле их два виды интрафузионных мышечных волокон: волокна ядерной цепи , которые являются отвечает за статическую составляющую; и волокна ядерных мешков , которые отвечают за динамическую составляющую.

Волокна ядерной цепи длинные и тонкие, и при растянуты.Когда эти волокна растягиваются, нервы рефлекса растяжения увеличивать их скорострельность (сигнализацию) по мере того, как их длина постоянно увеличивается. Это статический компонент рефлекса растяжения.

Волокна ядерного мешка выступают посередине, где они больше всего эластичный. Нервные окончания этих волокон, чувствительные к растяжению, обернуты вокруг этой средней области, которая быстро удлиняется, когда волокно растянуты. Внешне-средние области, напротив, действуют так, как будто они наполнен вязкой жидкостью; они сопротивляются быстрому растяжению, затем постепенно расширяются при длительном напряжении.Итак, когда требуется быстрое растяжение у этих волокон поначалу больше всего растягивается середина; тогда, как внешне-средние части расширяются, средняя может несколько укорачиваться. Итак нерв, который ощущает растяжение этих волокон, быстро срабатывает вместе с начало быстрого растяжения, затем замедляется по мере того, как средний участок волокна разрешено снова сокращаться. Это динамический компонент рефлекс растяжения: сильный сигнал к сокращению в начале быстрого увеличение длины мышц, за которым следует немного «выше нормы» сигнализация, которая постепенно уменьшается по мере того, как скорость изменения мышцы длина уменьшается.

Реакция удлинения

Когда мышцы сокращаются (возможно, из-за рефлекса растяжения), они производят напряжение в точке, где мышца соединяется с сухожилием, где расположен орган сухожилия Гольджи. Орган сухожилия Гольджи регистрирует изменение напряжения, и скорость изменения напряжения, и отправляет сигналы к позвоночнику, чтобы передать эту информацию (см. раздел Проприорецепторы). Когда это напряжение превышает определенный порог, оно запускает реакция удлинения , препятствующая сокращению мышц и заставляет их расслабиться.Другие названия этого рефлекса — обратный миотатический рефлекс , аутогенное торможение и складной нож reflex . Эта основная функция сухожилия Гольджи орган помогает защитить мышцы, сухожилия и связки от травм. Реакция удлинения возможна только потому, что сигнал Гольджи орган сухожилия спинного мозга достаточно мощный, чтобы преодолеть сигнализация мышечных веретен, сообщающих мышце о сокращении.

Еще одна причина для растяжки в течение длительного периода времени — это чтобы позволить этой реакции удлинения произойти, тем самым помогая растянутому мышцы, чтобы расслабиться.Легче растянуть или удлинить мышцу, когда она не пытается заключить контракт.

Взаимное ингибирование

Когда агонист сокращается, чтобы вызвать желаемое движение, он обычно заставляет антагонистов расслабиться (см. раздел «Взаимодействие групп мышц»). Это явление называется реципрокным торможением , потому что антагонистам запрещено сокращаться. Иногда это называют реципрокная иннервация , но этот термин на самом деле неверный, поскольку он агонисты, которые подавляют (расслабляют) антагонисты.Антагонисты действительно ли , а не , действительно иннервируют (вызывают сокращение) агонистов.

Такое подавление мышц-антагонистов необязательно. На самом деле может произойти совместное сокращение. Когда вы выполняете приседания, можно обычно предполагают, что мышцы живота препятствуют сокращению мышцы в поясничной или нижней части спины. В этом конкретном Однако, например, мышцы спины (выпрямители позвоночника) также сокращаются. Этот это одна из причин, почему приседания хороши как для укрепления спины, так и для желудок.

При растяжении расслабленную мышцу растянуть легче, чем чтобы растянуть сокращающуюся мышцу. Воспользовавшись ситуации, когда происходит реципрокное торможение , можно получить более эффективная растяжка за счет расслабления антагонистов во время растягиваются из-за сокращения агонистов. Вы также хотите расслабиться любые мышцы, которые используются как синергисты мышцы, которую вы пытаетесь растянуть. Например, когда вы растягиваете икры, вы хотите сжать голень. мышцы (антагонисты голени), сгибая стопу.Тем не менее подколенные сухожилия используют икроножные мышцы как синергист, поэтому вы также хотите расслабить подколенные сухожилия, сокращая четырехглавую мышцу (т. е. удерживая ногу прямой).

Перейти к предыдущей, следующей главе.

Законы физиологии для студентов-массажистов / массажистов

Законы физиологии

Изучение законов физиологии может дать вам более глубокое понимание того, что вы делаете, когда работаете с клиентами.

Закон физиологии (из медицинского словаря Табера) — это научный принцип, который одинаково справедлив для

целый класс естественных физиологических явлений.

Закон содействия
Когда импульс прошел через определенный набор нейронов, исключив другие, он будет иметь тенденцию следовать тем же курсом в будущем, и каждый раз, когда он будет проходить этот путь, сопротивление будет меньше.

Приложения:
Нервная система настраивает себя, чтобы найти путь наименьшего сопротивления. Тело вырабатывает привычные паттерны, когда активируется нервный путь. Закон облегчения отвечает на вопрос: «Почему каждый раз болит в одном и том же месте?»
Старые травмы, как правило, обостряются при меньшем раздражении.Паттерны боли имеют тенденцию становиться установленными паттернами в теле. Если какая-либо область травмирована или повреждена, у вас больше шансов получить травму снова при меньшей стимуляции. Также потребуется меньше времени, чтобы вылечить себя снова.
Кроме того, чем чаще вы делаете массаж, тем легче расслабиться.

Закон Хилтона
Нервный ствол, обеспечивающий питание сустава, также снабжает мышцы сустава и кожу над прикреплениями таких мышц.

Приложения:
В случае травмы может быть трудно определить, исходит ли боль от кожи, мышц или суставов.Стимуляция всех областей по очереди воздействует на каждую часть. Для оценки области необходимы пальпация и другие инструменты.
Это одна из причин, почему поверхностная работа с телом часто приводит к более глубокому высвобождению тканей.

Закон Арндта-Шульца
Слабые стимулы активируют физиологические процессы: очень сильные стимулы подавляют физиологические реакции.

Приложения :
Используйте более мягкие методы, которые медленнее или менее стимулируют, чтобы активировать физиологические реакции.Медленная и осторожная работа с глубокими тканями более эффективна, чем использование силы.
Мягко взболтанная ткань заживет быстрее, чем оставленная ткань. Слабый раздражитель активирует рост тканей и заживление ран.
Триггерные точки могут давать сильные импульсы, которые могут выключить другие процессы в организме. Хлыстовые травмы могут повлиять на деятельность щитовидной железы.
Чтобы отключить реакцию, используйте более сильные раздражители. Чтобы остановить боль, используйте трение между волокнами в течение нескольких минут.

Закон Дэвиса
Если концы мышц сближены, напряжение в тонусе увеличивается, тем самым укорачивая мышцу, что может даже вызвать гипертрофию.Если концы мышц разделены сверх нормы, то тонус снижается или теряется, тем самым ослабляя мышцу. Если мягкие ткани подвергаются постоянному натяжению, они растягиваются за счет добавления большего количества материала.

Приложения:
Если не использовать, потеряешь!

Это можно увидеть в мышечном дисбалансе, когда одна группа гипертонических мышц сократилась и стала гипертрофированной, в то время как антагонисты ослабли в ответ на их растяжение сверх нормы.У человека с округлыми или наклоненными вперед плечи будут плотные, гипертрофированные грудные мышцы. основные и второстепенные мышцы, а их ромбовидные мышцы будут слабыми.

Реципрокное ингибирование
Когда агонист активен и пораженный сустав двигается, группа антагонистов будет подавлена. Это основа скоординированных движений опорно-двигательного аппарата.

Заявка:
Может использоваться для лечения судорог или гипертонуса мышц.
Это основа для PNF-проприоцептивного нейромышечного облегчения.

Все или ничего
Самый слабый раздражитель, способный вызвать реакцию, запускает импульс, который передается по всему нейрону или мышечному волокну, вызывая максимальный силовой ответ в сердечных и скелетных мышцах и нервах.

Приложение:
Немного может иметь большое значение для получения ответа.

При сокращении мышцы все волокна мышцы должны сокращаться для оптимального функционирования. Когда в мышце образуются спайки и рубцовая ткань, это снижает эффективность мышцы.

Закон специфичности нервной энергии
Возбуждение рецептора всегда вызывает одно и то же ощущение независимо от природы стимула.

Приложение:
Неважно, какой метод вы используете для активации сенсорного рецептора, он будет реагировать определенным образом. Техника или модальность не так важны, как простой процесс активации сенсорного рецептора каким-либо образом для достижения ответа.

Закон Вебера

Увеличение раздражителя, необходимое для наименьшего ощутимого усиления ощущения, имеет постоянное отношение к силе уже действующего раздражителя.

Приложение:
Еще немного изменит восприятие. Чтобы массаж мог изменить или изменить сенсорное восприятие, интенсивность массажа должна соответствовать существующим ощущениям и почти не превышать их. Чтобы преодолеть ощущение холода, вам нужно наложить компресс, который как минимум на один градус теплее, чем температура области, чтобы создать ощущение тепла.

Законы Пфлюггера — общие законы, объясняющие переход организма от острого болевого синдрома к хроническому болевому синдрому.Травма одной части тела, если ее не лечить, перерастет в хроническое состояние всего тела.

Закон односторонности
При легком раздражении одного или нескольких сенсорных нервов движение будет происходить обычно только с одной стороны, на той стороне, которая была раздражена.
Заявка: Тело сначала реагирует на травму в месте травмы. Световая стимуляция остается довольно локализованной. Если клиент испытывает легкое раздражение, это, скорее всего, повлияет на локализованную область на той стороне тела, в которой возникло раздражение.

Закон симметрии:
Если стимуляция достаточно усилена, двигательная реакция проявляется не только на раздраженной стороне, но и в аналогичных мышцах на противоположной стороне тела.
Заявка: Если травма достаточно велика, боль может ощущаться на стороне, противоположной фактической травме. Увеличивая интенсивность массажа, можно добиться двустороннего эффекта, даже если массируете только одну сторону тела. Массируя здоровую сторону, можно избавиться от болезненных участков без непосредственного массажа.Это приводит к идее, что при применении массажа следует принимать во внимание все тело и что массаж связанных областей, особенно на противоположной стороне тела, усилит общий эффект массажа.

Закон интенсивности :
Рефлекторные движения более интенсивны на стороне раздражения и менее сильны на противоположной стороне.
Приложение : аналогично закону симметрии.

Закон излучения
Если возбуждение продолжает увеличиваться, оно распространяется вверх, и реакции происходят через центробежные нервы, идущие от сегментов спинного мозга выше.
Приложение: Моделирование будет двигаться вверх по позвоночнику и запускать реакции в соответствующих областях тела, иннервируемых этими нервными сегментами. Над фактическим местом травмы могут возникать спазмы и боль, чтобы защитить травмированную область. (Защита мышц)

Закон обобщения :
Когда раздражение становится очень сильным, оно распространяется в продолговатом мозге, который становится центром, из которого стимулы распространяются на все части спинного мозга, вызывая общее сокращение всех мышц тела.
Приложение : Очень интенсивный массаж может вызвать сокращение мышц всего тела (массивная защита мышц). Это то, что делает травма с телом, вызывая интенсивное общее сокращение мускулов всего тела.

Закон сохранения энергии
Энергия постоянна: она не создается и не разрушается, а только трансформируется из той или иной формы.
Приложения: Энергия, возникающая в результате массажа, была преобразована или высвобождена внутри вашего клиента.
Когда происходит травматическое событие, такое как автомобильная авария, энергия силы автомобиля поглощается телом.

РубрикаРазное

Закон силы в физиологии: 7. Законы раздражения. Закон силы. Закон «все или ничего» и его относительный характер.

7. Законы раздражения. Закон силы. Закон «все или ничего» и его относительный характер.

Законы раздражения возбудимых тканей — Физиология возбудимых тканей.

Законы раздражения

Законы раздражения возбудимых тканей — Студопедия

ЗАКОН СИЛЫ — это… Что такое ЗАКОН СИЛЫ?

Основные характеристики и законы возбудимых тканей

Основные характеристики и законы возбудимых тканей

физиология на 17.09 — физиология

Закон «Все или ничего» для нервов и мышц

Как работает закон «Все или ничего»?

Определение силы стимула

Открытие закона «Все или ничего»

Закон Старлинга — обзор

Сердце

Обзор мышечной системы

Взаимодействие скелетных мышц

Цели обучения

Основные выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Twitch

Суммирование

Суммирование нескольких волокон

Суммирование частот

Столбняк

Как называются скелетные мышцы

Цели обучения

Основные выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Параллельно

конвергентный

Пеннат

Циркуляр

Как скелетные мышцы производят движения

Цели обучения

Основные выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Мышцы-агонисты

Мышцы-антагонисты

Мышцы-синергист

места прикрепления мышц

Цели обучения

Основные выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Сухожилия

Апоневрозы

Другое навесное оборудование

Расположение пучков

Цели обучения

Основные выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Мышечная фасция

Fascicles

Сердечная ткань и гладкая мышечная ткань

Рычажные системы

Цели обучения

Основные выводы

Ключевые моменты

Ключевые термины

Рычаги

Классы рычагов

Первоклассный рычаг

Рычаг второго класса

Рычаг третьего класса

Типы движения

Сгибатели и разгибатели

Похищение и приведение

Внутреннее вращение

Депрессия и возвышение

Определение мышечной силы в физиологии.

Примеры мышечных сил в следующих темах:

Сила сокращения мышц

Скорость и продолжительность сокращения мышц

Расположение пучков

Мышечная усталость