Работа скелетных мышц и их регуляция доклад
Обновлено: 19.05.2024
- Для учеников 1-11 классов и дошкольников
- Бесплатные сертификаты учителям и участникам
Выберите документ из архива для просмотра:
Выбранный для просмотра документ урок 14 био 8 Кол.docx
Тема: Работа скелетных мышц и их регуляция
Цель: дать понятие о двигательной единице, о механизмах, регулирующих силу мышечного сокращения, об изменении мышц при тренировках; разъяснить суть тренировочного эффекта и энергетику мышечного сокращения, вред гиподинамии, особенность работы мышц-антагонистов при динамической и статической работе; познакомить с методами проведения исследования утомления и с его симптомами.
Организационный момент
Актуализация темы урока
– Как вы понимаете смысл этого высказывания? / Ответы обучающихся /
Слайд 3 - Наши даже обычные движения весьма сложны. 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? Давайте постараемся ответить на эти вопросы.
Повторение основных понятий
Слайд 4 - Устный терминологический диктант: рефлекторная дуга, рефлекс, безусловные рефлексы, условные рефлексы, сустав, шов, головка мышцы, хвост мышцы, фасция, антагонисты, синергисты,
Изучение нового материала
Слайд 5 – Для осуществления движения необходима слаженная работа мышечной и нервной систем. Давайте вспомним:
Нейроны – одноядерные клетки, состоящие из аксонов и дендритов.
Аксоны – длинные отростки, дендриты – короткие.
Нервные клетки образуют постоянные контакты с другими клетками. Место контакта – синус
Слайд 6 – Классификация нейронов: сенсорные, вставочные, исполнительные.
Двигательная единица (мотонейрон) – это один исполнительный (моторный) нейрон и связанные с ним мышечные волокна.
Слайд 8 – Мышечное волокно скелетной мышцы способно сократиться лишь после того, как получит нервные сигналы от исполнительного нейрона из ЦНС.
Слайд 9 - Если в действие включается небольшое количество двигательных единиц, сокращение слабое, если количество двигательных единиц увеличено, сокращение мышц становится более сильным. Однако при самом сильном сокращении хорошо тренированного человека единомоментно работает небольшой процент двигательных единиц. При длительном сокращении они работают, поочередно сменяя друг друга: сначала одна группа, потом другая, потом третья и так далее.
Слайд 10 - При определенном воздействии мышечные волокна в двигательной единице сокращаются одновременно. Число волокон зависит от необходимой сложности управления мышцей.
- Как вы думаете, в какой мышце будет больше волокон: глазодвигательной или в бицепсе? / Ответы обучающихся /
Слайд 11 – 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.
Слайд 12 – При овладении силовыми движениями в процессе тренировки увеличивается количество мотонейронов, способных включаться в работу одновременно. При систематических интенсивных тренировках количество волокон в мышце не меняется, оно остается постоянным, а вот число сократительных нитей, митохондрий в каждом волокне увеличивается. Количество ядер также остается стабильным, но они укрупняются, в них накапливаются вещества, способные стимулировать образование новых молекул белков, участвующих в мышечном сокращении.
Это явление называют тренировочным эффектом . Он возможен при напряжении, близком к максимальному, достаточном отдыхе и рациональном питании.
Слайд 13 – Характер сокращения скелетной мышцы зависит от частоты нервных импульсов, поступающих к мышце. Одиночный нервный импульс, поступающий на нервно-мышечное соединение, вызывает быстрое сокращение мышцы, за которым следует расслабление. Плавное продолжительное сокращение мышц, благодаря которому мы можем без риска пронести через комнату чашку с кофе, обеспечивается непрерывными потоками нервных импульсов от мозга к мотонейронам.
Слайд 14 – Находясь под влиянием постоянных нервных импульсов, мышцы нашего тела всегда напряжены, или, как говорят, находятся в состоянии тонуса – длительного сокращения. Мышца находится в тонусе при частоте 10-20 имп/с.
В нормальном состоянии тонус повышает работу мышц в три раза. Длительное сокращение слагается из одиночных, коротких сокращений. Мышца не успевает расслабиться от действия предыдущего сокращения, как наступает последующее. Такие сокращения называют тетаническими. Тетанически сокращаться могут только скелетные мышцы. Тетанус возникает вследствие суммации одиночных мышечных сокращений при частоте 40-50 имп/с.
Слайд 15 – Энергетика мышечного сокращения. Любая работа требует затраты энергии. За счет какой энергии работают мышцы?
Мышечное сокращение – работа, при которой затрачивается энергия химических веществ. В мышечном волокне происходит распад и окисление органических веществ, главным образом, углеводов.
Нервная система лишь дает импульс для начала и прекращения работы данной мышечной группы волокон. Энергия, за счет которой сокращается мышечное волокно, выделяется в результате биологического окисления органического вещества, содержащегося в самом волокне. Основным энергетическим веществом для работы мышц является глюкоза, но при интенсивной нагрузке окисляются и вещества, содержащиеся в клеточных мембранах.
Гликоген – Глюкоза + О 2 – 6СО 2 + 6 Н 2 О + Энергия
Энергия химических связей – Энергия механическая тепловая
33% химической энергии, которая освобождается при распаде и окислении углеводов, используется на работу мышц, остальная энергия (67%) передается кровью другим тканям, расходуется на поддержание постоянной температуры тела человека.
Слайд 16 – Высвобождающаяся при окислении энергия не сразу используется клеткой, а запасается в форме высокоэнергетических соединений, как правило, в форме аденозинтрифосфата (АТФ). АТФ является универсальным источником энергообеспечения клетки. Энергия освобождается при гидролизе АТФ и используется клеткой для совершения всех видов работы.
Однако при этом в клетке образуется много веществ, способных компенсировать потери. Поэтому после работы во время отдыха восстанавливается много больше того, что было израсходовано. Возникает тренировочный эффект, при котором синтез обгоняет распад. Но это происходит лишь в том случае, если физическое напряжение близко к предельному, а отдых и рациональное питание достаточны. Изнуряющий труд без необходимого отдыха и питания к успеху не приводит, так же как и бездействие.
Слайд 17 – Недостаток подвижности – гиподинамия. Малая подвижность снижает активность биологического окисления, перестают в достаточном количестве вырабатываться вещества, богатые энергией, за счет которых образуются клеточные структуры: митохондрии, сократительные нити, мембраны клетки. Мышцы становятся дряблыми, теряют былую силу. 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. Это называется атеросклерозом. Человек становится слабым и вялым.
Слайд 18 – Управление движением. Регуляция любого движения осуществляется ЦНС на основе безусловных и условных рефлексов.
Слайды 19-20 - Регуляция работы мышц-антагонистов. Чтобы лучше представить себе работу нервной системы, регулирующей мышечные сокращения, рассмотрим, как взаимодействуют нервные центры при сгибании и разгибании руки в локтевом суставе, а также при фиксации костей предплечья для удержания груза.
Если к двуглавой мышце приходят из нервного центра возбуждающие сигналы, и она сокращается, то трехглавая мышца расслабляется – не мешает действию двуглавой мышцы. Если сокращается трехглавая мышца, то расслабляется двуглавая и не мешает разгибать руку. Такая координация движений происходит не в самих мышцах, а в нервных центрах, управляющих мышцами.
Слайд 21 – Но что произойдет, если требуется зафиксировать руку в нужном положении? Тогда возбудятся нервные центры всех мышц, участвующих в движении костей данного сустава. 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.
Слайд 22 - Динамическая и статическая работа. В разных жизненных ситуациях одни и те же мышцы человека могут совершать разную работу.
- Почему при ручной стирке белья спина устает больше, чем руки? / Ответы обучающихся /
Работа, связанная с перемещением тела или груза, называется динамической.
Работа, связанная с удержанием определенной позы или груза, называется статической. Наиболее утомительна статическая работа, требующая сохранения однообразной позы или длительного удержания груза.
Слайд 23 – Утомление – временное понижение работоспособности.
Какие признаки утомления вы можете назвать?
Что является причиной наступления утомления? / Ответы обучающихся /
Слайд 24 – Скорость наступления утомления зависит от состояния нервной системы, частоты, ритма в котором производится работа, и от величины нагрузки.
Влияние этих условий на работоспособность мышц впервые изучил русский физиолог И.М. Сеченов.
Слайд 25 – Сеченов И.М. показал, что восстановление работоспособности утомленных мышц, происходит значительно быстрее при активности других мышц. Такой отдых он назвал активным .
Закрепление изученного материала
Слайд 26 - 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?
Вывод : Чем сильнее напряжение, тем гул выше, поскольку единовременно работает больше нейронов и чаще происходит их смена.
Оборудование: секундомер, груз 4 -5 кг.
Цель : наблюдение признаков утомления при статической работе; определение времени предельного утомления.
Испытуемый становится лицом к классу, вытягивает руку в сторону строго горизонтально. Мелом на доске отмечается тот уровень, на котором находится рука. После приготовлений по команде включается секундомер, и испытуемый начинает удерживать груз на уровне отметки. Начальное время указывается в первой строчке таблицы. Затем определяются фазы утомления, и также проставляется время. Выясняется, за какое время наступает предельное утомление, этот показатель записывается в таблицу.
Подведение итога урока
Опорно-двигательный аппарат (костно-мышечная система) — комплекс образований, придающий форму и дающий опору телу человека, обеспечивающий защиту внутренних органов и передвижение организма в пространстве. Аппарат состоит из скелета и мышц. Скелетные мышцы выполняют следующие функции:
Скелетные мышцы образованы поперечно-полосатыми мышечными волокнами, которые осуществляют ее сокращение. Мышечные волокна собраны в пучки, между которыми находятся прослойки из соединительной ткани, выполняющие опорную функцию. В них имеются кровеносные сосуды и нервы. Отдельные мышцы и группы мышц окружены плотными и прочными футлярами из соединительной ткани — фасциями. Мышцы прикрепляется к костим с помощью сухожилий. В зависимости от количества начальных частей (головок) и средних частей (брюшек) мышцы могут быть двух-, трех- и четырехглавыми, двубрюшными и т.д. Некоторые мышцы не связаны с костями (мышцы лица, глаз, рта).
Скелетная мускулатура составляет около 40% массы тела человека и насчитывает около 400 скелетных мышц. По расположению выделяют мышцы головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей
- мышцы головы: жевательные (жевательная мышца, височная мышца) и мимические (мышца, сморщивающая бровь, щечная мышца, мышца смеха);
- мышцы шеи (грудинно-ключично-сосцевидная);
- мышцы туловища: мышцы спины (поверхностные — трапецевидная, широчайшая; глубокие — мышца, выпрямляющая позвоночник); мышцы груди (поверхностные — большая и малые грудные мышцы; глубокие — межреберные мышцы); мышцы живота (прямая мышца живота, наружная и внутренняя косые мышцы живота);
- мышцы конечностей (дельтовидная, трехглавая мышца плеча, портняжная мышца, четырехглавая мышца бедра).
Работа мышц
По форме мышцы делятся на длинные, короткие и широкие. По функциям мышцы делятся на сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, синергисты и антагонисты и др.
Скелетные мышцы прикрепляются с двух сторон от сустава и при своем сокращении производят в нем движение. Сгибатели (флексоры) обычно находятся спереди, а разгибатели (экстензоры) — сзади от сустава (за исключением коленного и голеностопного суставов).
Отводящие мышцы (абдукторы) располагаются снаружи от сустава, приводящие (аддукторы) внутри от сустава. Вращение производят мышцы, расположенные косо или поперечно по отношению к вертикальной оси (пронаторы — вращающие внутрь, супинаторы кнаружи).
Синергисты — мышцы, осуществляющие движение и суставе в одном направлении (плечевая и двуглавая мышцы плеча), антагонисты — мышцы, выполняющие противоположные функции (двуглавая и тpexглавая мышцы плеча).
Работа различных групп мышц происходит согласованно. Когда cгибатель сокращен, paзгибатель расслаблен, и наоборот. Это происходит при чередовании процессов возбуждения и торможения в спинном мозге. С другой стороны, cгибатели и разгибатели могут быть одновременно расслаблены или сокращены. В координации движений основная роль принадлежит нервной системе.
При интенсивной мышечной нагрузке может наступать утомление. Утомление — это временное понижение работоспособности клетки, органа или целого организма, наступающее в результате работы и исчезающее после отдыха. Утомление зависит от ритма сокращений и от нагрузки. Статическая работа мышц требует одновременною сокращения всех групп мышц и поэтому не может быть продолжительной. При динамической работе сокращаются поочередно различные группы мышц, что дает возможность длительное время совершать работу.
В экспериментальных условиях утомление мышцы связано с накоплением в ней продуктов обмена (фосфорной, молочной кислот), влияющих на возбудимость клеточной мембраны, а также с истощением энергетических запасов. При длительной работе мышцы уменьшаются запасы гликогена и ней и соответственно нарушаются процессы синтеза АТФ, необходимого для осуществления сокращения. Установлено, что в естественных условиях процесс утомления затрагивает прежде всего центральную нервную систему, затем нервно-мышечный синапс и в последнюю очередь — мышцу.
Тренировка мышц увеличивает их объем, силу и выносливость. При тренировке мышц утолщаются мышечные волокна, возрастает количество гликогена в них, увеличивается коэффициент использования кислорода, ускоряются восстановительные процессы.
Каждая мышца организма человека — это орган , который имеет своё происхождение, развитие, строение и местоположение.
Они состоят из поперечно-полосатой мышечной ткани, которая сокращается под воздействием нервных импульсов.
Таким образом мышцы обеспечивают перемещение организма в пространстве, сохранение равновесия, дыхательные движения и др.
Поперечно-полосатая мышечная ткань, соединённая рыхлой соединительной тканью, образует пучки. Пучки первого порядка объединяются в пучки второго порядка, второго — в пучки третьего порядка и т. д. Все пучки вместе образуют мышечное брюшко.
При сокращении мышечное брюшко укорачивается, а сухожилие тянет за собой кость, исполняющую роль рычага при совершении движений.
- сгибатели (сгибание конечности);
- разгибатели (разгибание конечности);
- приводящие сустав (приведение);
- отводящие сустав (отведение);
- вращатели сустава (вращающие движения) и др.
Синергистами называют мышцы, которые совместно участвуют в движении сустава в одинаковом направлении.
Антагонистами называют мышцы, которые совместно участвуют в движении сустава в противоположном направлении.
антагонистами в локтевом суставе являются двуглавая мышца, которая обеспечивает сгибание, и трёхглавая мышца, обеспечивающая разгибание.
Рис. \(3\). Мышцы-антагонисты
Но при постоянной нагрузке (удержание гири на вытянутой руке) разгибатели и сгибатели будут являться синергистами, т. к. их действие будет направлено в одну сторону.
Работоспособность мышц зависит от величины нагрузки и ритма работы (И. М. Сеченов). Её можно повысить при тренировках.
Систематическая дозированная нагрузка усиливает кровоснабжение мышц и прикреплённых к ним костей, что приводит к укреплению опорно-двигательной системы организма.
Продолжительная бездеятельность мышц может привести к их атрофии — разрушению мышечных волокон и потере работоспособности.
Мышцы или мускулы (от лат. musculus — мышка, маленькая мышь) — органы тела животных и человека, состоящие из упругой, эластичной мышечной ткани, способной сокращаться под влиянием нервных импульсов. Предназначены для выполнения различных действий: движения тела, сокращения голосовых связок, дыхания. Мышцы позволяют двигать частями тела и выражать в действиях мысли и чувства. Человек выполняет любые движения — от таких простейших, как моргание или улыбка, до тонких и энергичных, какие мы наблюдаем у ювелиров или спортсменов — благодаря способности мышечных тканей сокращаться. От исправной работы мышц, состоящих из трёх основных групп, зависит не только подвижность организма, но и функционирование всех физиологических процессов. А работой всех мышечных тканей управляет нервная система, которая обеспечивает их связь с головным и спинным мозгом и регулирует преобразование химической энергии в механическую.
В теле человека 640 мышц (в зависимости от метода подсчёта дифференцированных групп мышц их общее число определяют от 639 до 850). Самые маленькие прикреплены к мельчайшим косточкам, расположенным в ухе. Самые крупные — большие ягодичные мышцы, они приводят в движение ноги. Самые сильные мышцы — икроножные и жевательные, язык.
По форме мышцы очень разнообразны. Чаще всего встречаются веретенообразные мышцы, характерные для конечностей, и широкие мышцы — они образуют стенки туловища. Если у мышц общее сухожилие, а головок две или больше, то их называют двух-, трёх- или четырёхглавыми.
Видео YouTube
Мышцы и скелет определяют форму человеческого тела. Активный образ жизни, сбалансированное питание и занятие спортом способствуют развитию мышц и уменьшению объёма жировой ткани.
Мышцы и их функция
Мышечная ткань.
Для осуществления различных движений в организме человека, как и у всех позвоночных животных, имеются 3 вида мышечной ткани: скелетная, сердечная и гладкая. Каждому виду ткани свойствен свой тип видоизмененных клеток - мышечных волокон.
Скелетные мышцы образованы поперечнополосатой мышечной тканью, мышечные волокна которой собраны в пучки. Внутри волокон проходят белковые нити, благодаря которым мышцы способны укорачиваться - сокращаться.
Сердечная мышца, как и скелетная, состоит из поперечнополосатых мышечных волокон. Эти волокна в определенных участках как бы сливаются (переплетаются). Благодаря этой особенности сердечная мышца способна быстро сокращаться. (Увеличить)
Стенки внутренних органов (сосудов, кишечника, мочевого пузыря) образованы гладкой мышечной тканью. Сокращение волокон этой ткани происходит медленно.
Строение мышцы.
Скелетные мышцы состоят из пучков по перечнополосатых мышечных волокон. К каждой мышце подходят кровеносные сосуды и нервы. Мышцы покрыты соединительнотканной оболочкой и прикрепляются к кости при помощи сухожилий .
Роль нервной системы в регуляции деятельности мышц.
К скелетным мышцам подходят нервы, содержащие чувствительные и двигательные нейроны. По чувствительным нейронам передаются импульсы от рецепторов кожи, мышц, сухожилий, суставов в центральную нервную систему.
По двигательным нейронам проводятся импульсы от спинного мозга к мышце, в результате чего мышца сокращается. Таким образом, сокращения мышц в организме совершаются рефлекторно. В то же время на двигательные нейроны спинного мозга влияют импульсы из головного мозга, в частности из коры больших полушарий. Это делает движения произвольными. Сокращаясь, мышцы приводят в движение части тела, обусловливают перемещение организма или поддержание определенной позы.
Работа мышц.
Согласованная работа мышц сгибателей и разгибателей.
В выполнении человеком любого движения принимают участие две группы противоположно действующих мышц: сгибатели и разгибатели суставов.
Сгибание в суставе осуществляется при сокращении мышц-сгибателей и одновременном расслаблении мышц-разгибателей.
Согласованная деятельность мышц-сгибателей и мышц-разгибателей возможна благодаря чередованию процессов возбуждения и торможения в спинном мозге. Например, сокращение мышц-сгибателей руки вызвано возбуждением двигательных нейронов спинного мозга. Одновременно расслабляются мышцы-разгибатели. Это связано с торможением двигательных нейронов.
Мышцы-сгибатели и разгибатели сустава могут одновременно находиться в расслабленном состоянии. Так, мышцы свободно висящей вдоль тела руки находятся в состоянии расслабления. При удержании гири или гантели в горизонтально вытянутой руке наблюдается одновременное сокращение мышц-сгибателей и разгибателей сустава.
Сокращаясь, мышца действует на кость как на рычаг и производит механическую работу. Любое мышечное сокращение связано с расходом энергии. Источниками этой энергии служат распад и окисление органических веществ (углеводов, жиров, нуклеиновых кислот). Органические вещества в мышечных волокнах подвергаются химическим превращениям, в которых участвует кислород. В результате образуются продукты расщепления, главным образом углекислый газ и вода, и освобождается энергия. (Увеличить)
Протекающая через мышцы кровь постоянно снабжает их питательными веществами и кислородом и уносит из них углекислый газ и другие продукты распада.
Утомление при мышечной работе.
При длительной физической работе без отдыха постепенно уменьшается работоспособность мышц. Временное снижение работоспособности, наступающее по мере выполнения работы, называют утомлением. После отдыха работоспособность мышц восстанавливается.
При выполнении ритмических физических упражнений утомление наступает позднее, так как в промежутках между сокращениями работоспособность мышц частично восстанавливается.
В то же время при большом ритме сокращений скорее развивается утомление. Работоспособность мышц зависит и от величины нагрузки: чем больше нагрузка, тем скорее развивается утомление.
Утомление мышц и влияние на их работоспособность ритма сокращений и величины нагрузки изучал русский физиолог И.М. Сеченов. Он выяснил, что при выполнении физической работы очень важно подобрать средние величины ритма и нагрузки. При этом производительность будет высокой, а утомление наступает позже.
Распространено мнение, что лучший способ восстановления работоспособности - это полный покой. И.М. Сеченов доказал ошибочность такого представления. Он сравнивал, как восстанавливается работоспособность в условиях полного пассивного отдыха и при смене одного вида деятельности другим, т.е. в условиях активного отдыха. Оказалось, что утомление проходит скорее и работоспособность восстанавливается раньше при активном отдыхе.
Видео YouTube
Читайте также: