МЫШЕЧНОЕ СОКРАЩЕНИЕ

МЫШЕЧНОЕ СОКРАЩЕНИЕ - основная функция мышечной ткани - укорочение мышцы или развитие напряжения в ее продольном направлении в ответ на раздражение (см. Возбудимость). М. с. лежит в основе всех движений человеческого тела. В организме М. с. вызывается нервными импульсами, идущими от центральной нервной системы по центробежным (двигательным) нервам. М. с, характеризующееся укорочением мышцы при неизменном ее напряжении, наз. изотоническим, а вид мышечной деятельности с нарастанием напряжения при отсутствии укорочения - изометрическим. В чистом виде изометрический режим при выполнении физич. упражнений не наблюдается. Элементы его могут иметь место при различных статических напряжениях (в гимнастике, тяжелой атлетике и др. видах спорта). Между моментом получения мышцей раздражения и началом М. с. проходит нек-рый промежуток времени, необходимый для распространения возбуждения по мышце. Этот скрытый, или латентный, период у человека составляет 12 - 13 мсек. Фазы М. с. и расслабления обычно длятся 0,05 сек. Если раздражение сообщается мышце раньше, чем она придет в состояние расслабления, получается суммация М. с. При достаточно частых раздражениях мышца не успевает расслабиться и приходит в состояние длительного (тетанического) сокращения, или тетануса. М. с. во время движений человека носят тетанический характер, т. к. центральная нервная система посылает мышцам не одиночные импульсы (см. Биоэлектрические явления), а непрерывно следующие друг за другом "залпы" их (ок. 50 и сек.). При чрезмерно частых раздражениях каждое последующее может падать на мышцу в т. наз. рефрактерный период.

Сократительным элементом мышцы служат находящиеся в ней тончайшие волокна, миофибрилли, состоящие из сократительных (структурных) белков - миозина и актина. М. с. является результатом изменения физич. (механических) свойств и состояния этих белков. В основе этого изменения лежит превращение химической энергии макроэргических фосфорных соединений и механическую энергию работы. Источником энергии М. о. служит аденозинтрифосфорная кислота (АТФ) (см. Макроэргические фосфорные соединения). Еели она отсутствует, то мышца (изолированные ее волокна или нити, состоящие из сократительных белков) не может сокращаться. Расщепление АТФ осуществляется сократительным белком мышцы миозином, к-рый изменяет при этом свои физич. свойства, приобретает эластичность и сокращается без изменения объема (укорочение в длину и расширение в поперечнике - подобно М. с). Наиболее правильным представляется следующее объясните химизма М. с. В покоящейся, расслабленной, мышце, не обладающей эластическими свойствами, миозин находится в связи с др. белком - актином, образующим мышечную строму (белковый скелет мышцы) и обладающим эластическими свойствами. Двигательный нервный импульс вызывает в области двигательных нервных окончаний выделение небольших порций (квант) биологически активного вещества - ацетилхолина. Это приводит к изменению концентрации ионов натрия и калия па мембране мышечного волокна, возникновению электрического потенциала и распространению по волокну тока действия (см. Биоэлектрические явления). В результате комплекс актомнозина приходит во взаимодействие с АТФ. Последняя под влиянием миозина расщепляется. Миозин приобретает эластические свойства. Теперь он оказывается растянутым на эластическом актине мышечной стромы и стремится сократиться. В связи с тем, что сила сокращения миозина больше силы сопротивления стромы, мышечное волокно сокращается, деформируя строму и придавая ей потенциальную энергию для последующего расслабления. Удержание мышцы в сокращенном состоянии требует расщепления все новых количеств АТФ, что поддерживается двигательными нервными импульсами. С прекращением этих импульсов прекращается и расщепление АТФ. Миозин теряет эластические свойства. Теперь проявляется эластичность стромы, деформированной, сжатой во время сокращения; она распрямляется, и мышца возвращается к исходному, расслабленному, состоянию. В промежутках между М. с. происходит непрерывный ресинтез (восстановление) АТФ (см. Макроэргические фосфорные соединения), что обеспечивает возможность продолжения работы во времени. При израсходовании всего запаса АТФ мышца впадает в состояние окоченения и не способна расслабляться и сокращаться.

Сила М. с. зависит, помимо колич. участвующих в сокращении мышечных волокон, от содержания в мышце структурных белков и от аденозинтрифосфатазной активности миозина, т. к. эти факторы определяют быстроту и степень превращения химической энергии АТФ в механическую энергию М. с. Под влиянием тренировки, особенно в силовых упражнениях, эти свойства мышечной ткани улучшаются. Способность к быстрой смене сокращений и расслаблений мышцы, с биохимических позиций, зависит от быстроты ресинтеза АТФ в промежутках между сокращениями. Особенно большое значение для быстрого перехода от состояния покоя к интенсивным и частым сокращениям мышцы имеют анаэробные механизмы ресинтеза ЛТФ (см. Макроэргические фосфорные соединения). Они поддерживают необходимый уровень АТФ в мышце в начальной фазе работы, когда повышенная доставка кислорода к работающим мышцам еще не может быть осуществлена. Однако эти механизмы не могут обеспечить длительную работу мышц. Она достигается дыхательным ресинтезом АТФ.

Литература: Гинецинский А. Г. и Лебединский Л. В. Курс физиологии человека. М., 1956. Иванов И. И. Химическая динамика мышц и подвижных клеток. М., 1950. Яковлев Н. Н. Очерки по биохимии спорта. М., 1955.

Источники:

1. Энциклопедический словарь по физической культуре и спорту. Том 2. Гл. ред.- Г. И. Кукушкин. М., 'Физкультура и спорт', 1962. 388 с.