Нейроанатомия движения

2. Нейроанатомия движения

2.1 Мышечные волокна, произвольные и непроизвольные мышечные сокращения

Передвижение, перемещение частей тела относительно друг друга, работа внутренних органов, акты дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения осуществляются благодаря деятельности различных групп мышц.

В теле три типа мышц: поперечнополосатые скелетные (произвольные); гладкие мышцы внутренних органов, сосудов и кожи , и сердечная мышца (непроизвольные). Отдельно рассматриваются специализированные сократительные образования – миоэпителиальные клетки, мышцы зрачка и цилиарного тела глаза. Помимо свойств возбудимости и проводимости, мышцы обладают сократимостью, то есть способностью укорачиваться или изменять степень напряжения при возбуждении. Функция сокращения возможна благодаря наличию в мышечной ткани специальных сократительных структур. На поперечном сечении продольноволокнистой скелетной мышцы видно, что она состоит мз первичных пучков, содержащих 20 – 60 волокон. Каждый пучок отделён соединительной оболочкой – перимизиумом, а каждое волокно – эндомизиумом. Отдельное волокно покрыто клеточной оболочкой – сарколеммой. Сразу под ней, примерно через каждые 5 мкм по всей длине, расположены ядра. Волокна имеют характерную поперечную исчерченность, которая обусловлена чередованием оптически более или менее плотных участков. Волокно образованно множеством параллельных нитей – миофибрилл. В свою очередь те состоят из миофиламентов, двух типов белков – актина и миозина, которые и придают поперечную исчерченность. Когда в мышцу по нервному волокну поступает сигнал из мозга, миофиламенты скользят навстречу друг другу, и мышечные волокна становятся короче – мышца сокращается.

В обычных условиях скелетные мышцы возбуждаются импульсами, которые поступают по волокнам двигательных нейронов (мотонейронов), в передних рогах спинного мозга или в ядрах черепно-мозговых нервов. В зависимости от количества концевых разветвлений, нервное волокно образует синоптические контакты с большим или меньшим числом мышечных волокон. Мотонейрон, его длинный отросток (аксон) и группа мышечных волокон, иннервируемых этим аксоном, составляют двигательную или нейромоторную единицу. Нейромоторная единица работает как единое дело: импульсы, исходящие от мотонейрона, приводят в действие мышечные волокна. Чем более тонка, специализированна в работе мышца, тем меньшее количество мышечных волокон входит в нейромоторную единицу. Малые двигательные единицы включают лишь 3 – 5 волокон (например, в мышцах глазного яблока, мелких мышцах лицевой части головы), большие двигательные единицы – до нескольких тысяч волокон (в крупных мышцах туловища и конечностей). В большинстве мышц двигательные единицы соответствуют первичным мышечным пучкам, каждый из которых содержит от 20 до 60 мышечных волокон. Двигательные единицы различаются не только числом волокон, но и размером нейронов – большие двигательные единицы включают более крупный нейрон с относительно более толстым аксоном. Сокращению мышечных волокон предшествует их электрическое возбуждение, вызываемое разрядоммотонейронов в области концевых пластинок. Возникающий под влиянием медиатора потенциал концевой пластинки, достигнув порогового уровня, вызывает генерацию потенциала действия, распространяющегося в обе стороны вдоль мышечного волокна. Возбудимость мышечных волокон ниже возбудимости нервных волокон, иннервирующих мышцы, хотя критический уровень деполяризации мембран в обоих случаях одинаков. Это объясняется тем, что потенциал покоя мышечных волокон выше (около -90 мВ) потенциала покоя нервных волокон (-70 мВ). Следовательно, для возникновения потенциала действия в мышечном волокне, необходимо деполяризовать мембрану на большую величину, чем в нервном волокне. Длительность потенциала действия в мышечном волокне составляет 5 мс (в нервном соответственно 0,5 – 2мс), скорость проведения возбуждения до 5 м/с (в миелиновых нервных волокнах – до 120 м/с). Сокращение – это изменение механического состояния миофибриллярного аппарата мышечных волокон под влиянием нервных импульсов. Внешне сокращение проявляется в изменении длины мышцы или степени её напряжения, или одновременно того и другого. Существуют произвольные и непроизвольные мышечные сокращения. Произвольные это те, контролируются сознанием. Например работа скелетных мышц. Мышцы, находящиеся непосредственно под кожей, называются поверхностными. Залегающие под ними называются глубокими. В основном они функционируют по парно: одна сокращается, другая расслабляется. Таким образом, движения тела зависят от согласованного сокращения и расслабления мышечных пар. Гладкие мышцы, или мышцы непроизвольных движений находятся главным образом в стенках полых внутренних органов, таких как пищевод или мочевой пузырь. Они играют важную роль в процессах, не зависящих от нашего сознания, например, в перемещении пищи по пищеварительному тракту (перистальтике). Короткие веретеновидные клетки гладких мышц образуют пластины. Сокращаются они медленно и ритмично, подчиняясь сигналам вегетативной нервной системы. Сознательно управлять их сокращением мы не можем. У сердечной мышцы – мышечные волокна ветвящиеся, с поперечной исчерченностью. Образуют сложнопереплетённую сеть. Сердечная мышца также сокращается автоматически, без участия сознания. Эта мышца, перекачивающая кровь по телу, успевает за жизнь человека сократиться в среднем более двух миллиардов раз. В нашем организме постоянно осуществляется множество непроизвольных движений. Так дыхание наше никогда не прерывается, мы непроизвольно моргаем глазами. Когда нам холодно, маленькие мышцы начинают действовать так, что мы этого почти не замечаем: возникает дрожь или гусиная кожа. Иногда при слишком сильной усталости, или большом напряжении, или длительной неподвижности мышца сокращается, твердеет и отказывается действовать. В таком случае мы испытываем болезненную судорогу.

Итак, благодаря мышцам и их сокращениям, наш организм способен осуществлять различные функции, необходимые для нашей жизнедеятельности.