Биомеханика

Биомеханика

 

— раздел естественных наук, изучающий на основе моделей и методов механики механические свойства живых тканей, отдельных органов и систем, или организма в целом, а также происходящие в них механические явления.

ТИПы мышц

 

скелетные, или  поперечнополосатые мышцы

сердечная поперечнополосатая мышечная ткань (миокард)

гладкая мышечная ткань

Поперечно-полосатые

Основа двигательной системы  организма

Состоит из очень длинных  многоядерных клетон-волокон

Мощные и быстрые сокращения

Активность определяется сигналами из спинного и головного  мозга

Гладкие

Образуют стенки дыхательных  путей, кровеносных сосудов, пищеварительной  и мочеполовой систем

Состоят из одноядерных клеток, собранных в пучки или пласты

Относительно медленные  ритмичные сокращения

Активность зависит от автономной нервной системы

Сердечные

Разветвляются на концах и  соединяются между собой при  помощи поверхностных отростков  – вставочных дисков

Клетки содержат несколько  ядер и большое кол-во митохондрий

Встречаются только в стенке сердца

Групповое взаимодействие мышц

 

Синергизм

Антагонизм

 

перемещают  звенья тела в одном направлении

Пример: височная и жевательная мышцы  при сокращении поднимают нижнюю челюсть, участвуя в пережевывании  пищи.

 

 

перемещают звенья в разных направлениях

Пример: двуглавая мышца плеча (бицепс) —  это мышца-сгибатель, трехглавая мышца  плеча (трицепс) — это мышца-разгибатель; 

Биомеханические свойства мышц 

 

Сократимость

Упругость

Жесткость

Прочность

Релаксация

• Работа мышц осуществляется благодаря сокращению (укорачиванию с утолщением) миофибрилл, которые находятся в мышечных клетках.
• Назначение миофибрилл – стягивание мышечного волокна под действием нервного импульса.

 

Саркомер – структурная единица миофибрилл

 

Актиновые филаменты

Миозиновые филаменты

Z-диски

Белки миофибрилл

 

Белок	Его функция
Миозин	Главный компонент толстых филаментов. Образует связи с актином. Движется по актину за счёт гидролиза АТФ.
Актин	Главный компонент тонких филаментов. Во время сокращения мышцы по нему движется миозин.
Титин	Большой гибкий белок, образующий цепь для связывания миозина с Z-диском.
Тропонин	Комплекс  из трёх белков, регулирующий сокращение при связывании с ионами Ca2+.
Тропомиозин	Связанный с актиновыми филаментами стержневидный белок, блокирующий движение миозина.
Небулин	Длинный нерастяжимый белок, связанный с Z-диском и идущий параллельно актиновым филаментам.

• Сокращение происходит при увеличении концентрации в цитоплазме ионов Ca²⁺ в результате скольжения миозиновых филаментов относительно актиновых.
• Источником энергии сокращения служит АТФ.
• КПД мышечной клетки около 50 %.

Стадии  цикла скольжения миозина относительно актина: