Биология в 3 томах. Tом 2 - Тейлор Д.
ISBN 5-03-003686-5
Скачать (прямая ссылка):
Мышцы-антагонисты
Схема мышечной работы, связанной с ходьбой, довольно сложна; она включает координированные сокращения и расслабления многих мышц-антагонистов. Принципы их взаимодействия можно рассмотреть на примере сгибания и разгибания ноги в коленном суставе. Этот сустав блоковидный, поэтому движения в нем осуществляются лишь в одной плоскости. Сгибателями в данном случае являются мышцы задней стороны бедра. Одна из них — двуглавая мышца бедра, которая одновременно служит разгибателем в тазобедренном суставе, т. е. участвует в движении бедра в направлении от туловища. Разгибатели проходят по передней стороне бедра. Главный из них — четырехглавая мышца. Она распрямляет ногу в коленном суставе и одновременно сгибает ее в тазобедренном, т. е. подтягивает колено к туловищу. Головки и хвосты этих мышц прикреплены к следующим частям скелета (рис. 18.31).
1.
Двуглавая
мышца
бедра:
Четырехглавая
мышца
бедра:
Головки (начало) -> -> Тазовый пояс и верхняя часть бедренной кости Хвост (окончание) -> -> Верхние части большой и малой берцовой костей
Головки (начало) ->
-> Тазовый пояс и
верхняя часть бедренной кости
Хвост (окончание) —> -> Коленная чашка
Начало: тазовый пояс и верхняя часть бедренной кости
Конец:
большая берцовая и малая берцовая кости
Бедренная кость
Сгибатель
Начало:
тазовый пояс и верхняя часть бедренной кости
Конец: коленная чашка
Тазовый пояс Сухожилия
Разгибатель -
Сухожилия
Коленная чашка
Большая берцовая кость
Разгибатель Малая
берцовая кость
Рис. 18.31. Пример пары мышц-антагонистов, участвующих в ходьбе.
Эти мышцы работают антагонистически, т. е. когда одна сокращается, вторая расслабляется. В результате происходят движения, показанные стрелками на рис. 18.31. Они запускаются импульсами мотонейронов, подходящих к мышечным волокнам, и координируются описанными ниже рефлексами.
Тормозные рефлексы
Для движения конечности вперед—назад ей необходима как минимум пара мышц-антагонистов: когда одна из них сокращается, вторая должна расслабляться. Это обеспечивается простым тормозным механизмом. Обычно, когда мышца, поддерживающая выбранную позу, начинает под действием внешней нагрузки растягиваться, находящиеся в ней рецепторы растяжения (один из типов проприорецепторов — мышечные веретена) реагируют на происходящее удлинение. Они посылают нервные импульсы в спинной мозг, а оттуда сигнал направляется по мотонейрону и вызывает ответное сокращение, противодействующее изменению положения
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
398 Глава 18__
Спинной
Рис. 18.32. Реципрокное торможение. Когда мышца Л (например, двуглавая мышца бедра) сокращается, от нее в спинной мозг идут нервные импульсы, возбуждающие тормозный интернейрон. Сокращение мышцы А требует одновременного расслабления и растяжения мышцы Б (например, четырехглавой мышцы бедра). Это стимулирует в последней рецепторы растяжения, которые посылают импульсы в спинной мозг. Если бы не существовало тормозного интернейрона, эти импульсы возбудили бы мотонейрон, запускающий сокращение мышцы Б. При сокращении мышцы Б аналогичная система заставляет расслабляться мышцу А.
тела. Представьте, например, что вам на ладонь вытянутой руки положили груз. Рука под его тяжестью начнет опускаться, а двуглавая мышца плеча непроизвольно растягиваться. Однако при этом рефлекторно увеличивается сила сокращения, возросшая нагрузка уравновешивается, и рука остается в прежнем положении. Это безусловный рефлекс, но если необходимо, он может осуществляться под контролем сознания. Если выпрямить руку в локтевом суставе, разгибатель с тыльной стороны руки сокращается, а двуглавая мышца растягивается. Важно затормозить ее нормальную реакцию, противодействующую вашему движению.
Сенсорный нейрон, идущий от рецептора растяжения к спинному мозгу, синаптически связан с интернейронами в сером веществе спинного мозга (рис. 18.32). При соответствующей стумуляции они тормозят возбуждение мотонейронов, иннервирующих мышцу-антагонист, и в результате эта мышца остается расслабленной.
Хороший пример действия этого механизма — ходьба. Когда нога начинает сгибаться в колене, отрываясь от земли, разгибатели еще растянуты, и рецепторы растяжения рефлекторно ингибируют их сокращение. Затем нога выпрямляется и вновь касается земли. Мышца-сгибатель больше не сокращается, ингиби-рование мышцы-разгибателя прекращается и происходит растяжение, в результате чего мышца-разгибатель сокращается. Когда нога выпрямлена, рецептор мышцы-разгибателя не получает сигнала и рефлекса растяжения не наблюдается. Описанный цикл повторяется при каждом новом шаге.
18.6. Почему спринтеры обычно бегут «на цыпочках»?
БОТАНИКА
ММА им. И.М. Сеченова
Д. Тейлор, Н. Грин, У. Стаут. БИОЛОГИЯ, т. 2
ГОМЕОСТАЗ
Любой организм можно рассматривать как сложную физико-химическую систему, существующую в окружающей среде в стационарном состоянии. Именно эта способность живых систем сохранять стационарное состояние в условиях непрерывно меняющейся среды и обусловливает их выживание. Для того чтобы поддерживать такое состояние, у всех организмов, начиная от самых простейших и кончая самыми сложными, в ходе биологической эволюции появилось огромное разнообразие адаптивных механизмов — структурных, физиологических и поведенческих, — призванных обеспечить как можно более эффективное выполнение главной задачи, а именно сохранение постоянства внутренней среды организма, или его гомео-стаза. Впервые эта «цель» живых систем была сформулирована французским физиологом Клодом Бернаром (Claude Bernard) в 1857 г. На протяжении всей его научной деятельности Клода Бернара поражала способность организмов регулировать и поддерживать в достаточно узких границах такие физиологические параметры, как температура тела или содержание воды. Это представление о саморегуляции как основе физиологической стабильности он резюмировал в виде ставшего классическим утверждения: «Постоянство внутренней среды является обязательным условием свободной жизни».
