Урок 14. Работа скелетных мышц и их регуляция

Работа скелетных мышц и их регуляция

Урок биологии человека – 8 класс

Разработан преподавателем биологии: Колесниковой Л.А.

«Все бесконечное разнообразие внешних проявлений мозговой деятельности сводится окончательно к одному лишь явлению – мышечному движению».

И.М. Сеченов

Как вы понимаете смысл этого высказывания?

• Делая всего один шаг, наш организм включает в работу до 300 мышц.

Как же происходит эта работа?

Каков механизм согласованности процесса? Что контролирует этот процесс?

Терминологический диктант

• рефлекторная дуга,
• рефлекс,
• безусловные рефлексы,
• условные рефлексы,
• сустав,
• шов,
• головка мышцы,
• хвост мышцы,
• фасция,
• антагонисты,
• синергисты.

Клетки нервной системы

Нейроны – одноядерные клетки, состоящие из аксонов и дендритов.

Аксоны – длинные отростки, дендриты – короткие.

Нервные клетки образуют постоянные контакты с другими клетками. Место контакта – синус

• Двигательная единица (мотонейрон) – это один исполнительный (моторный) нейрон и связанные с ним мышечные волокна.

• Мышечное волокно скелетной мышцы способно сократиться лишь после того, как получит нервные сигналы от исполнительного нейрона из ЦНС.

• Если в действие включается небольшое количество двигательных единиц, сокращение слабое , если количество двигательных единиц увеличено , сокращение мышц становится более сильным .

• При определенном воздействии мышечные волокна в двигательной единице сокращаются одновременно.
• Число волокон зависит от необходимой сложности управления мышцей.

• В какой мышце будет больше волокон: глазодвигательной или в бицепсе?

• Чем меньше число волокон в двигательной мышце, тем более тонкий контроль осуществляется со стороны нервной системы.

• В глазодвигательной мышце – около 10, а в бицепсе – более 1000 волокон.

Тренировочный эффект

• При систематических интенсивных тренировках:

• количество волокон в мышце не меняется;
• число сократительных нитей, митохондрий в каждом волокне увеличивается;
• количество ядер остается стабильным, но они укрупняются, в них накапливаются вещества, способные стимулировать образование новых молекул белков, участвующих в мышечном сокращении.

Возможен при напряжении, близком к максимальному, достаточном отдыхе и рациональном питании.

• Характер сокращения скелетной мышцы зависит от частоты нервных импульсов, поступаю-щих к мышце.

Характер сокращения скелетной мышцы

• Тонус – длительное сокращение.

• Мышца находится в тонусе при частоте 10-20 имп/с .
• В нормальном состоянии тонус повышает работу мышц в три раза.

• Тетанические сокращения – процесс, при котором мышца не успевает расслабиться от действия предыдущего сокращения, как наступает последующее.

• Тетанически сокращаться могут только скелетные мышцы.
• Тетанус возникает вследствие суммации одиночных мышечных сокращений при частоте 40-50 имп/с .

Энергетика мышечного сокращения

• Мышечное сокращение – работа, при которой затрачивается энергия химических веществ.

Гликоген Глюкоза + О 2 6СО 2 + 6 Н 2 О + Энергия

Энергия химических Энергия механическая

связей тепловая

• 33% химической энергии используется на работу мышц,
• 67% расходуется на поддержание постоянной температуры тела человека.

• Высвобождающаяся при окислении энергия не сразу используется клеткой, а запасается в форме высокоэнергетических соединений - аденозинтрифосфата (АТФ).
• Энергия освобождается при гидролизе АТФ и используется клеткой для совершения всех видов работы.

Гиподинамия

• Малая подвижность снижает активность биологического окисления, перестают в достаточном количестве вырабатываться вещества, богатые энергией.
• Из костей уходят соли кальция. Они поступают в кровь, связываются с содержащимся там органическим веществом холестерином и образуют наросты на внутренних стенках сосудов, нарушающие кровообращение (атеросклероз).
• Человек становится слабым и вялым.

Управление движением

• Регуляция любого движения осуществляется ЦНС на основе безусловных и условных рефлексов.

Регуляция работы мышц-антагонистов

• Если к двуглавой мышце приходят из нервного центра возбуждающие сигналы, и она сокращается, то трехглавая мышца расслабляется – не мешает действию двуглавой мышцы.

Такая координация движений происходит не в самих мышцах, а в нервных центрах, управляющих мышцами.

Фиксация руки в определенном положении

• Двуглавая и трехглавая мышцы в этом случае сократятся одновременно. Кости предплечья прижмутся к плечевой кости, и движение в суставе прекратиться. Кости станут неподвижными относительно друг друга. Бывшие мышцы-антагонисты станут работать как синергисты.

Динамическая и статическая работа

• Почему при ручной стирке белья спина устает больше, чем руки?

Динамическая – работа, связанная с перемещением тела или груза.

Статическая – работа, связанная с удержанием определенной позы или груза.

Утомление – временное понижение работоспособности.

• Какие признаки утомления вы можете назвать?
• Что является причиной наступления утомления?

Утомление

• Скорость наступления утомления зависит от состояния нервной системы, частоты, ритма в котором производится работа, и от величины нагрузки.

• Закон среднего ритма и средних нагрузок:

«Мышечная работа достигает максимального уровня при средних нагрузках и средних скоростях сокращения мышц».

• Влияние этих условий на работоспособность мышц впервые изучил русский физиолог И.М. Сеченов.

• Сеченов И.М. показал, что восстановление работоспособности утомленных мышц, происходит значительно быстрее при активности других мышц.

• Такой отдых он назвал активным.

Опыт :

• Закройте ладонями уши и слегка надавите на них. После этого напрягите мышцы рук и послушайте гул работающих мышц.
• Что вы слышите и ощущаете? Почему?

Лабораторная работа « Утомление при статической работе »

Цель : наблюдение признаков утомления при статической работе; определение времени предельного утомления.

Статическая работа

Признаки утомления

Отсутствие утомления

Время

Рука с грузом неподвижна

Первая фаза утомления

Рука опускается, затем рывком поднимается на прежнее место

Вторая фаза утомления

Дрожание рук, потеря координации, пошатывание корпуса, покраснение лица потоотделение

Предельное утомление

Рука с грузом опускается, опыт прекращается

Домашнее задание:

• изучить § 14,
• повторить §11 и §12.
• Подготовить сообщение о предупреждении нарушения осанки и развития плоскостопия.

Всего доброго! Благодарю за работу!