Взламывая анатомию

Мышечные движения обычно воспринимаются как нечто автоматическое, однако в действительности они состоят из серии сложных и высокоточных действий. Сначала мозг генерирует электрический нервный импульс, или потенциал действия, который проводится по двигательной коре. Далее импульс проходит через спинной мозг в двигательные нервы (они разветвляются на двигательные нейроны) и стимулирует отдельные участки мышечных волокон – нейромышечные синапсы, или концевые пластины.

Нервно-мышечное соединение – это участок, в котором встречаются две разные структуры: двигательный нейрон (нервная клетка, создающая путь для проведения импульса от мозга к мышце) и другая мышечная клетка. Каждое мышечное волокно иннервируется одним двигательным нейроном. По сути, нервно-мышечное соединение – это синапс. Передача импульсов осуществляется мгновенно за счет диффузии химического вещества, или нейромедиатора.

Рефлексы

Соматические рефлексы созданы для того, чтобы защищать нас от потенциально опасных взаимодействий. Они характеризуются движениями скелетных мышц, которые начинаются вне мозга. Это автоматические непроизвольные движения, возникающие в ответ на внешний стимул. Соматические рефлексы обходят мозг, поэтому они происходят почти мгновенно. Это возможно благодаря нервному пути (рефлекторной дуге), образованному двумя или тремя типами нейронов: чувствительным, двигательным и иногда вставочным (он передает импульсы между нейронами).

Моносинаптическая рефлекторная дуга.

Это простейший тип рефлекторной дуги, образованный чувствительным и двигательным нейронами. Пример: коленный рефлекс, который возникает при легком ударе по сухожилию четырехглавой мышцы бедра (чуть ниже колена). Удар растягивает сухожилие, тензорецепторы мышцы это улавливают. Они генерируют импульс, который передается по чувствительному нейрону в двигательный нейрон спинного мозга. Затем импульс передается из двигательного нейрона в мышцу, и нога сгибается. Этот рефлекс связан с удержанием равновесия.

Полисинаптическая рефлекторная дуга.

Этот тип рефлекторной дуги включает чувствительный, вставочный и двигательный нейрон. Примером может служить сгибательный рефлекс, возникающий, когда раздражитель вызывает болевые ощущения в пальце. Сенсорные рецепторы на коже улавливают боль. Они генерируют импульс, который передается через чувствительный нейрон во вставочный нейрон спинного мозга, где соединяется с двигательным нейроном. Активизируются двигательные нервы, а затем импульс передается в мышцу через нейроны и рука сгибается (отдергивается).

Полисинаптическая рефлекторная дуга соединяет чувствительные и двигательные нейроны с помощью одного или нескольких вставочных нейронов. Такая дуга позволяет быстро реагировать на внезапные изменения.

Как только электрический импульс достигает синапса, высвобождается ацетилхолин. Он связывается с белковыми рецепторами на мембране мышечного волокна, или сарколеммы, из-за чего она возбуждается (деполяризуется), а электрический импульс проходит через мембрану. Это способствует высвобождению кальция в клетке. Под действием кальция микрофиламенты начинают скользить друг по другу и переплетаются, приводя к сокращению мышцы.

В нервно-мышечном синапсе импульсы передаются от двигательного нейрона в мышечное волокно.

Один двигательный нейрон образует множество синапсов по всей длине мышечных волокон, благодаря чему пучок мышечных волокон сокращается как единая двигательная структура. Чтобы мышцы не пребывали в состоянии сокращения постоянно, ацетилхолин вырабатывает фермент ацетилхолинэстеразу, которая расслабляет мышцы.

Мышечное сокращение

У наших мышц одна работа – сокращаться. Одна мышца может отодвигать кость, а при работе в команде мышцы способны возвращать кость в исходное положение. Для этого используются пары мышц-агонистов и мышц-антагонистов. Чтобы выполнить обратное действие, сокращенная мышца расслабляется, а расслабленная мышца – сокращается. Благодаря этому сгибаются и разгибаются суставы.

Сгибание сустава – это медицинское название сгибательного действия, приводящего к уменьшению угла между двумя костями сустава. Например, когда вы сгибаете руку, бицепс сокращается, а трицепс расслабляется. Разгибание сустава равнозначно его выпрямлению, это увеличение угла между костями. Мышцы, которые разгибают сустав, – это мышцы-разгибатели, а мышцы, которые сгибают сустав, – это мышцы-сгибатели.

Типы сокращения