Механизм мышечных сокращений. Функции и свойства скелетных мышц

Большая часть населения хотя бы раз испытывала подергивание мышц на разных частях тела. Такой симптом нередко пугает людей, а поиски ответов в интернете ставят в тупик, ведь зачастую такие запросы ведут на сайты с описанием грозных заболеваний нервной системы.

Например, фасцикуляции при полинейропатии и БАС являются характерными проявлениями, указывающими на нарушения в работе моторного нейрона. Подергивания мышц могут появляться и у людей, не имеющих неврологических заболеваний. Специалисты клиники неврологии Юсуповской больницы проводят высокоточное обследование и составляют для пациентов, у которых наблюдается дрожание и фасцикуляции, индивидуальные программы терапии.

Причины

Мышечные подергивания могут являться симптомом патологического состояния, которое может привести к смерти или же значительному ухудшению качества жизни:

• Онкологии головного и спинного мозга;
• Нейроинфекции;
• Повреждения периферических нервов;
• Интоксикации;
• Болезни моторных нейронов.

Однако в большинстве случаев мышечные фасцикуляции имеют доброкачественную природу и не несут вреда для жизни. Фасцикуляции мышц — это неконтролируемые видимые кратковременные сокращения мышц. Как правило, они являются признаком тяжелой физической нагрузки, усталости или стресса. Фасцикуляции могут наблюдаться на разных частях тела, в том числе и на веках, щеках, губах и языке.

Записаться на приём

Источник энергии для сокращения

Для сокращения мышцы используется энергия гидролиза АТФ, но мышечная клетка имеет крайне эффективную систему регенерации запаса АТФ, так что в расслабленной и работающей мышце содержание АТФ примерно равно. Фермент фосфокреатинкиназа катализирует реакцию между АДФ и креатинфосфатом, продукты которой — АТФ и креатин. Креатинфосфат содержит больше запасённой энергии, чем АТФ. Благодаря этому механизму при вспышке активности в мышечной клетке падает содержание именно креатинфосфата, а количество универсального источника энергии — АТФ — не изменяется. Механизмы регенерации запаса АТФ могут различаться в зависимости от парциального давления кислорода в окружающих тканях (см. Анаэробные организмы).

Фибрилляции и фасцикуляции мышц

Фибрилляция — это самопроизвольное сокращение определенного мышечного волокна, не приводящее к сокращению всей мышцы. Фибрилляция не заметна через кожу (в отличии от фасцикуляции). В Юсуповской больнице невропатологи при помощи высокочувствительного оборудования проводят дифференциальную диагностику между фибрилляцией и фасцикуляцией мышц.

При электромиографическом исследовании фибрилляции выявляются как асинхронный нерегулярный короткий (1-5 мс) низковольтный (20-300 мкВ) разряд в мышце (возникает, как правило, до 30 разрядов в 1 с).

Причинами являются:

• Травматизация тела или аксона мотонейрона;
• Первичные мышечные расстройства (миопатия).

Мышечные фасцикуляции на электромиографии выявляется как более длительный разряд (от 8 до 20 мс) и более высоковольтный (2-6 мВ). Фасцикуляции возникают через неравные интервалы времени (частота 1-50/мин).

У здорового человека фасцикуляции происходят в период расслабления мышц: во время, перед или после сна, в состоянии покоя. При активных движениях такие подергивания исчезают, но возобновляются вновь в покое. В отличии от фибрилляций не сопровождаются мышечной слабостью, потерей чувствительности и атрофией в мышечной ткани.

Фасцикуляция мышц — причина появления:

• Заболевания мотонейрона (БАС — боковой амиотрофический склероз, прогрессирующие спинальные амиотрофии и другие);
• Доброкачественные фасцикуляции;
• Синдром болезненных мышечных фасцикуляций;
• Травматическое повреждение или компрессия корешка и периферического нерва;
• Лицевая миокимия (опухоль мозга, рассеянный склероз);
• Синдром Исаакса (Синдром Айзекса);
• Некоторые формы лицевого гемиспазма;
• Постпаралитическая контрактура мимических мышц;
• Ятрогенные фасцикуляции.

Нервно-мышечная реакция на силовую тренировку[править | править код]

Источник: «Программы тренировок»

, научное изд.
Автор:
профессор, доктор наук Тудор Бомпа, 2021 г.

Структура мышц[править | править код]

Мышца

— это комплексная структура, отвечающая за движение. Мышцы состоят из саркомеров, которые содержат определенное сочетание фибриллярных белков — миозина (толстые нити) и актина (тонкие нити), которые играют важную роль в мышечных сокращениях. Таким образом,
саркомер
— это сократительный элемент мышечного волокна, состоящий из миозиновых и актиновых белковых нитей.

Помимо этого, способность мышцы сокращаться и прилагать силу зависит конкретно от ее вида, площади поперечного сечения, а также длины и количества волокон внутри мышцы. Число волокон определяется генетикой, и на него невозможно повлиять с помощью тренировок; однако тренировки в состоянии изменить другие переменные. Например, число и толщина миозиновых нитей увеличивается посредством упорных тренировок с максимальной силовой нагрузкой. Увеличение толщины мышечных нитей увеличивает размер мышцы и силу сокращений.

Человеческое тело состоит из различных типов мышечных волокон, подразделяющихся на группы, и каждая группа относится к одной двигательной единице. В общем и целом в нашем организме имеются тысячи двигательных единиц, в которых находятся десятки тысяч мышечных волокон. Каждая двигательная единица содержит сотни или тысячи мышечных волокон, пребывающих в покое до тех пор, пока им не нужно действовать. Двигательная единица управляет совокупностью волокон и направляет их действия по закону «все или ничего». Этот закон означает, что при раздражении двигательной единицы импульс, направляемый в ее мышечные волокна, либо распространяется полностью — таким образом раздражая всю совокупность волокон, — либо не распространяется вообще.

Разные двигательные единицы реагируют на разные нагрузки при тренировках. Например, выполнение жима лежа с 60% повторного максимума задействует определенную совокупность двигательных единиц, тогда как более крупные двигательные единицы ожидают более высокой нагрузки. Поскольку последовательное задействование двигательных единиц зависит от нагрузки, необходимо разрабатывать специальные программы, чтобы активизировать и адаптировать основные группы двигательных единиц и мышечных волокон, играющих доминирующую роль в избранном виде спорта. К примеру, в тренировках для спринта на короткую дистанцию и легкоатлетических дисциплин (таких как толкание ядра) следует использовать тяжелые нагрузки, чтобы способствовать развитию силы, необходимой для оптимизации скорости и взрывных действий.

Мышечные волокна выполняют разные биохимические (метаболические) функции; выражаясь конкретнее, одни лучше приспособлены с физиологической точки зрения к работе в анаэробных условиях, а другие лучше работают в аэробных условиях. Волокна, которые используют кислород для выработки энергии, называются аэробными, тип I, красными или медленными. Волокна, которым кислород не требуется, называются анаэробными, тип II, белыми или быстрыми. Быстрые мышечные волокна, в свою очередь, делятся на подтипы IIА и IIХ (иногда называемые IIВ, хотя у людей тип IIВ практически не встречается[1]).

Медленные и быстрые волокна существуют примерно в равной пропорции. Однако в зависимости от их функций, в некоторых группах мышц (например, подколенные сухожилия, бицепсы) содержится больше быстрых волокон, тогда как в других (например, в камбаловидной мышце) содержится больше медленных волокон. В таблице 2.1 мы сравниваем характеристики быстрых и медленных волокон.

Сравнение быстрых и медленных волокон

Тренировки могут влиять на эти характеристики. Датские ученые Андерсен и Аагаард[2][3][4][5][6] в своих исследованиях показывают, что при объемных нагрузках или лактатных по природе тренировках волокна IIХ приобретают характеристики волокон IIА. То есть богатая миозином цепочка этих волокон становится более медленной и более эффективно справляется с лактатной деятельностью. Эти изменения можно повернуть вспять, снижая тренировочную нагрузку (тейперинг), в результате чего волокна IIХ возвращаются к изначальным характеристикам наиболее быстрых волокон[3]. Силовые тренировки также увеличивают размер волокон, благодаря чему вырабатывается больше силы.

Сокращение быстрой двигательной единицы более быстрое и мощное, чем сокращение медленной двигательной единицы. В результате пропорция быстрых волокон, как правило, выше в организме успешных спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта, но они также быстрее утомляются. Спортсмены с более высоким скоплением медленных волокон, напротив, обычно преуспевают в видах спорта на выносливость, поскольку они могут выполнять нагрузки низкой интенсивности в течение более продолжительного времени.

Активизация мышечных волокон происходит по принципу величины, известному также как принцип Хеннемана[7], согласно которому двигательные единицы и мышечные волокна активизируются начиная с меньшей в сторону большей. Активация всегда начинается с медленных волокон. При низкой или умеренно интенсивной нагрузке активируются медленные волокна и выполняют большую часть работы. При сильной нагрузке сначала сокращаются медленные волокна, затем в процесс вовлекаются быстрые волокна. При повторениях до отказа с умеренной нагрузкой двигательные единицы, состоящие из быстрых волокон, постепенно активизируются, чтобы поддерживать выработку силы, тогда как ранее задействованные двигательные единицы утомляются (см. рис. 1).

рис. 1. Последовательная активизация двигательных единиц в подходе упражнений до концентрического отказа

В распределении типов мышечных волокон у спортсменов, занимающихся разными видами спорта, могут наблюдаться различия. Это иллюстрируют рис. 2 и 2.3, представляющие общий процент содержания быстрых и медленных мышечных волокон у спортсменов в избранных видах спорта. Например, существенная разница между спринтерами и марафонцами четко дает понять, что успех в некоторых видах спорта хотя бы частично определяется генетическим составом мышечных волокон спортсмена.

рис. 2. Распределение типов волокон у мужчин в разных видах спорта. Обратите внимание на преобладание медленных волокон у спортсменов, занимающихся аэробными видами спорта, и на преобладание быстрых волокон у спортсменов, занимающихся скоростно-силовыми видами спорта

Следовательно, пиковая мощность, вырабатываемая спортсменами, также имеет отношение к распределению типов волокон — чем выше процент быстрых волокон, тем большую мощность развивает спортсмен. Процент быстрых волокон также имеет отношение к скорости: чем выше скорость спортсмена, тем выше процент имеющихся у него быстрых волокон. Из таких людей получаются превосходные спринтеры и прыгуны, а подобный природный талант следует направлять в русло скоростно-силовых видов спорта. Попытка тренировать их, скажем, для бега на дистанцию означает трату таланта; в таких дисциплинах их ждет лишь средний успех, тогда как из них могут выйти отличные спринтеры, бейсболисты или футболисты (на этом список скоростносиловых видов спорта не кончается).

рис. 3. Распределение типов волокон у женщин в разных видах спорта

Доброкачественный синдром крампи-фасцикуляции

Наиболее распространенным симптомом доброкачественного синдрома крампи-фасцикуляций является подергивание мышц бедер (в том числе фасцикуляции на ягодицах) или голени (фасцикуляции в икроножной мышце).

Люди также могут испытывать:

• Онемения;
• Судороги;
• Зуд и дрожь;
• Внезапные сокращения или непроизвольные мышечные спазмы;
• Симптомы тревоги (головная боль, одышка, ощущения кома в горле).

Фасцикуляции в ногах и ягодицах могут продолжаться от нескольких секунд до нескольких лет (появляются с определенной периодичностью, например, два-четыре раза в день).

При проведении исследований, снижения скорости проведения нервного возбуждения не наблюдается, как и снижения чувствительности, изменения рефлексов.

Чаще всего симптомы могут быть причиной чрезмерной физической нагрузки (в спортзале, при поднятии тяжести), стресса и беспокойства.

Видеоиллюстрации:

Фасцикуляции при БАС

Боковой амиотрофический склероз (БАС) является неизлечимой болезнью, при прогрессировании которой у больного развиваются мышечные атрофии, слабость. Фасцикуляции при БАС проявляются спонтанными, быстрыми и неритмичными сокращениями мышц. Фасцикуляции при данном заболевании возникают на начальном этапе вследствие поражения центрального или периферического мотонейронов. При различных формах БАС частота фасцикуляций различна, однако их развитие сопровождается мышечной слабостью.

Пациенты, у которых выявляется фасцикуляция языка при БАС, испытывают трудности при глотании, усиленное слюноотделение и изменение голоса. При проведении оценки степени поражения мышц методом электромиографии специалисты выявляют положительные потенциалы фасцикуляций, свидетельствующие о хронической денервации.

Специалисты диагностического центра Юсуповской больницы имеют необходимые навыки и оборудования для выявления неврологических заболеваний и их признаков. Так, в ходе обследования устанавливается частота фасцикуляций при БАС.

Записаться на приём

Физиологические свойства

Как и у всех позвоночных животных, в человеческом организме выделяют три самых важных свойства волокон скелетных мышц:

• сократимость — сокращение и изменение напряжения при возбуждении;
• проводимость — движение потенциала по всему волокну;
• возбудимость — реагирование на раздражитель посредством изменения мембранного потенциала и ионной проницаемости.

Мышцы возбуждаются и начинают сокращаться от нервных импульсов, идущих от центров. Но в искусственных условиях используют электростимуляцию. Мышца тогда может раздражаться напрямую (прямое раздражение) или через нерв, иннервирующий мышцу (непрямое раздражение).

Мышечные подергивания при полинейропатии

Полинейропатия характеризуется множественными поражениями периферических нервов, при которых возникают фасцикуляции непрекращающиеся, мышечная слабость, дрожание пальцев, нарушение дыхательной функции.

Фасцикуляции могут быть вызваны повышенной возбудимостью нервных окончаний. При фасцикуляции ионные каналы могут регулировать интенсивность проявлений непроизвольных подергиваний. По мере того, как блокируются натриевые каналы, фасцикуляции уменьшаются на фоне приема лекарственных препаратов.

Врачи-неврологи при лечении пациентов, у которых отмечаются вызванные фасцикуляции, используют средства, зарегистрированные на территории РФ. Дополнением медикаментозной терапии при неврологических заболеваниях является лечебная физкультура, физиотерапия и массажи, проводимые специалистами клиники реабилитации Юсуповской больницы.

Иннервация

Этот процесс у поперечно-полосатых мышечных волокон реализуется посредством нервных волокон, а именно аксонов мотонейронов спинного мозга и головного ствола. Один мотонейрон иннервирует несколько волокон мышц. Комплекс с мотонейроном и иннервируемыми мышечными волокнами называют нейромоторной (НМЕ), или двигательной единицей (ДЕ). Среднее число волокон, которые иннервирует один мотонейрон, характеризует величину ДЕ мышцы, а обратную величину называют плотностью иннервации. Последняя является большой в тех мышцах, где движения небольшие и «тонкие» (глаза, пальцы, язык). Малое ее значение будет, напротив, в мышцах с «грубыми» движениями (например, туловище).

Иннервация может быть одиночной и множественной. В первом случае она реализуется компактными моторными окончаниями. Обычно это характерно для крупных мотонейронов. Мышечные волокна (называющиеся в этом случае физическими, или быстрыми) генерируют ПД (потенциалы действий), которые распространяются на них.

Множественная иннервация встречается, к примеру, во внешних глазных мышцах. Здесь не генерируется потенциал действия, так как в мембране нет электровозбудимых натриевых каналов. В них распространяется деполяризация по всему волокну из синаптических окончаний. Это необходимо для того, чтобы привести в действие механизм мышечного сокращения. Процесс здесь происходит не так быстро, как в первом случае. Поэтому его называют медленным.

Диагностика

Диагностикой и лечением фасцикуляций, а также сопутствующих им патологий, занимается врач-невропатолог. Если вы постоянно испытываете мышечные спазмы-подёргивания, то необходимо обратиться к врачу для выяснения причины их возникновения.

В отделении неврологии Юсуповской больницы работают настоящие специалисты своего дела, которые многие годы занимаются патологией нервной системы. На приеме вы получите ответы на интересующие вас вопросы, врачи помогут установить, являются ли фасцикуляции мышц ног (фасцикуляции в икрах ног) доброкачественными мышечными подергиваниями или же это симптом серьезного неврологического заболевания.

Исходя из симптомов врач-невропатолог с диагностической целью может назначить прохождение определенного вида обследования:

• Электромиограмма (ЭМГ);
• Электронейромиография (ЭНМГ);
• Нейровизуализация;
• Анализ крови.

Медленные (красные) мышечные волокна

Медленные мышечные волокна обладают низкой скоростью сокращения. Отсюда и название – медленные.

Если нагрузка нетяжелая, работать надо медленно, но долго, мозг «дергает» за ниточки красного цвета. Другое название медленных мышечных волокон – красные.

Чтобы мышцы могли трудиться долго, им нужно много кислорода. Кислород к мышечным тканям поставляют кровеносные капилляры. В медленных мышечных волокнах капилляров очень много. Поэтому они красные. Вместе с кислородом, кровь приносит «топливо».

Откуда красные волокна берут энергию

Человек, это биологическая машина. Чтобы автомобиль поехал, нужен бензин. Чтобы мышцы работали, нужна молекула АТФ.

Молекулу АТФ организм «выжимает» из жиров и углеводов. Как пища превращается в спортивное топливо – история отдельная. Подробно в теме – метаболизм глазами спортсмена.

Здесь напомню главное. Чтобы получить АТФ из жира, нужны время и кислород. Энергию, полученную таким путем, организм использует для продолжительных, низко интенсивных нагрузок. Например, пешие прогулки или кросс на длинную дистанцию.

Именно для такой работы организм приспособил красные мышечные волокна. Вот вам воздух и пища, работайте на здоровье.

Когда нужно сделать рывок спринтера или поднять тяжесть, нейроны мозга подключают к работе «белую гвардию».

Профилактика и лечение

Мышечные фасцикуляции – нередко симптом той или иной неврологической патологии. Вот почему так важно сперва обнаружить заболевание, которое привело к возникновению мышечных подергиваний, а затем приступить к лечению болезни.

В некоторых ситуациях найти патологию не удаётся, в таком случае, вероятно, причиной фасцикуляций является недостаток микроэлементов, таких как магний и калий). В Юсуповской больнице вам подберут диету, которая будет включать в себя продукты, содержащие недостающие элементы.

Доброкачественные фасцикулярные подергивания обычно не причиняют вреда, поэтому не требуют лечения. Достаточно просто дождаться их самостоятельного исчезновения.

Фасцикуляциям, возникшим после активных физических нагрузок (чаще всего после бега или поднятия тяжести), больше всего подвержены малотренированные люди, которые ведут пассивный образ жизни. Непроизвольные подёргивания они могут заметить уже после первой тренировки. Именно поэтому занятия лучше начинать с лёгких упражнений.

Переохлаждения также считаются одной из причин возникновения спазма, поэтому следует защищать свой организм, чтобы избежать доброкачественных фасцикуляций. Переохлаждение организма происходит не только в холодное время года, но и как следствие ношения одежды не по сезону.

В жаркое время года к такому приводит купание в водоёмах, поэтому, чтобы избежать неприятных последствий, необходимо соблюдать правила поведения на воде. Злоупотребление алкогольными напитками также может вызвать неконтролируемые подергивания мышц.

Релаксационные мероприятия применяются в борьбе с переутомлением и другими неврологическими расстройствами. Такие занятия полностью ликвидируют последствия стрессовых ситуаций.

Записаться на приём

Механизм мышечных сокращений[править | править код]

Как мы описывали раньше, мышечные сокращения

происходят в результате цепочки событий с участием белковых нитей — миозина и актина. В миозиновых нитях содержатся поперечные мостики — крошечные перемычки, выступающие вбок по направлению к актиновым нитям. Возбуждение, приводящее к сокращениям, стимулирует все волокно, создавая химические изменения, позволяющие актиновым нитям соединяться с миозиновыми поперечными мостиками. Связывание миозина с актином посредством поперечных мостиков высвобождает энергию, из-за чего поперечные мостики поворачиваются, таким образом подтягивая или совершая скользящее движение, связывающее миозиновые нити с актиновыми. Это скользящее движение вызывает мышечное сокращение, которое вырабатывает силу.

Чтобы визуализировать это иначе, вообразите гребную лодку. Весла представляют собой миозиновые нити, а воды — актиновые. Когда весла ударяются о воду, лодка с силой тянется вперед — и чем больше в воде весел, чем выше физическая сила гребца, тем больше вырабатываемая сила. Увеличение количества и толщины миозиновых нитей таким же образом повышает выработку силы.

Описанная ранее теория скользящих нитей дает понять, как работают мышцы, чтобы выработать силу. Эта теория включает в себя механизмы, способствующие эффективным мышечным сокращениям. Например, освобождение запаса эластичной энергии и рефлекторная адаптация играют ключевую роль в оптимизации спортивной работоспособности, но подобная адаптация происходит только тогда, когда в процессе тренировки происходит правильная стимуляция. Например, способность спортсмена использовать запас энергии для того, чтобы прыгать выше или толкать ядро дальше, оптимизируется посредством взрывных движений, как те, которые используются в плиометрическом тренинге. Однако мышечные компоненты — как, например, эластичные компоненты (сюда входят сухожилия, мышечные волокна и поперечные мостики) — не могут осуществлять эффективную транспортировку энергии, если спортсмен не укрепляет параллельные эластичные компоненты (напр., связки) и коллагеновые структуры (обеспечивающие стабильность и предохраняющие от травм). Если телу нужно выдерживать силы и воздействия, которым спортсмен подвергается, чтобы оптимизировать эластичные качества мышц, анатомическая адаптация должна предшествовать силовому тренингу.

Рефлекс

— это непроизвольное мышечное сокращение, вызванное внешним стимулом[8]. Два основных компонента контроля рефлексов — это мышечные веретена и нервносухожильное веретено. Мышечные веретена реагируют на величину и скорость мышечного растяжения[9], тогда как нервно-сухожильное веретено (которое находится в местах соединения мышечных волокон с сухожильными пучками [8]) реагирует на мышечное напряжение. Когда в мышцах развивается высокая степень напряжения или растяжения, мышечные веретена и нервно-сухожильное веретено непроизвольно расслабляют мышцу, чтобы защитить ее от повреждения и травмы.

При пресечении этих ингибиторных реакций повышается спортивная работоспособность. Единственный способ добиться этого — адаптировать организм к более высокой степени напряжения, что повышает порог активизации рефлексов. Этой адаптации можно добиться посредством силового тренинга с использованием постепенно утяжеляющейся нагрузки (до 90 процентов повторного максимума или даже выше), таким образом вынуждая нервно-мышечную систему выдерживать более высокое напряжение, постоянно задействуя большее число быстрых волокон. В быстрых волокнах вырабатывается больше белка, что способствует увеличению силы.

Все спортивные движения выполняются по двигательной модели, которая называется циклом растяжение — сокращение и характеризуется тремя основными типами сокращения: эксцентрическим (удлинение), изометрическим (статичное положение) и концентрическим (сокращение). Например, волейболист, который быстро приседает и сразу подпрыгивает, чтобы блокировать атакующий удар, выполнил весь цикл растяжение — сокращение. То же касается и спортсмена, который опускает штангу на грудь и быстро выполняет взрывное движение, вытягивая руки. Чтобы полноценно пользоваться физиологическими качествами цикла растяжение — сокращение, мышца должна быстро переходить от удлинения к сокращению[10] (Schmidtble-icher, 1992).

Мышечный потенциал оптимизируется, когда активизируются все сложные факторы, влияющие на цикл растяжение — сокращение. Их влияние можно использовать для улучшения спортивных показателей только тогда, когда нервно-мышечная система стратегически стимулируется в правильной последовательности. Именно для достижения этой цели периодизация тренировки силы основывает планирование этапов на физиологической базе выбранного вида спорта. После составления эргогенного профиля (оценки вклада энергетических систем) выбранного вида спорта нужно пошагово распланировать этапы тренировки, чтобы перенести положительную нервно-мышечную адаптацию на практические показатели деятельности человека. Таким образом, понимание прикладной человеческой физиологии и установление цели в конце каждого этапа помогают тренерам и спортсменам интегрировать физиологические принципы в конкретную спортивную тренировку.

Повторим:

скелетно-мышечная система тела — это сочетание костей, прикрепляемых друг к другу с помощью связок в области суставов. Пересекающие эти суставы мышцы дают силу для движения тела. Однако скелетные мышцы не сокращаются независимо друг от друга. Движения, выполняемые вокруг сустава, производятся несколькими мышцами, каждая из которых выполняет определенную роль, как уже было упомянуто выше.

Агонисты — или синергисты — это мышцы, которые взаимодействуют друг с другом при выполнении движения. В большинстве случаев, особенно если речь идет об умелом и опытном спортсмене, мышцы-антагонисты расслабляются, облегчая движение. Поскольку взаимодействие мышц группы агонистов и антагонистов напрямую влияет на спортивные движения, неправильное взаимодействие между этими группами может привести к порывистому или скованному движению. Следовательно, гладкость мышечного сокращения можно улучшить, если сосредоточиться на расслаблении антагонистов.

По этой причине одновременное сокращение (одновременная активизация мышц-агонистов и антагонистов, чтобы стабилизировать сустав) рекомендуется только на ранних стадиях реабилитации после травмы. Здоровому же спортсмену, особенно если он занимается силовыми видами спорта, не нужно выполнять упражнения (например, на нестабильной поверхности), вызывающие одновременные сокращения. К примеру, одной из основных характеристик элитных спринтеров является очень низкая миоэлектрическая активность мышц-антагонистов в каждой фазе цикла шага[11].

Первичные мышцы в первую очередь отвечают за суставное действие, которое является частью объемного силового движения или технической способности. Например, во время флексии локтя (сгибание бицепса) первичной мышцей является двуглавая мышца, тогда как трехглавая мышца (трицепс) выступает в роли антагониста и должна быть расслаблена, чтобы обеспечить беспрепятственное действие. В дополнение к этому стабилизаторы, или фиксаторы (обычно это меньшие мышцы), сокращаются изометрически, чтобы закрепить кость так, чтобы у первичных мышц была прочная база, откуда начинать натяжение. Мышцы других конечностей также могут принимать в этом участие, выступая в роли стабилизаторов, позволяющих первичным мышцам выполнять необходимые движения. Например, когда дзюдоист тянет соперника на себя, удерживая его за дзюдоги, мышцы его спины, ног и живота сокращаются изометрически, чтобы обеспечить стабильное основание для действия локтевых сгибателей (бицепсов), плечевых разгибателей (задние дельты) и лопаточных аддукторов и депрессоров (трапециевидная мышца и широчайшая мышца спины).

Лекарственные средства

Фибрилляция и фасцикуляции возникают при неврологических заболеваниях. При их лечении используются лекарственные препараты, устраняющие фасцикуляции, мембрана мышечных клеток при этом подвергается воздействию. Для лечения неврологических заболеваний и их проявлений следует обратиться к врачу неврологу, самолечение при этом недопустимо, так как оно может спровоцировать прогрессирование болезни.

Пантогам при фасцикуляциях снижает возбудимость нервной системы за счет содержания в составе оксимасляной кислоты. Данное средство показано людям, испытывающим умственное или нервное переутомление, в результате которого могут возникать непроизвольные подергивания мышц.

Если у больного диагностируется БАС, деменция или болезнь Паркинсона, фасцикуляции могут появляться на начальной стадии патологии в одной или нескольких областях. Высокоточная диагностика, проводимая в Юсуповской больнице, позволяет выявлять незначительные неврологические нарушения.

Что такое мышца

Мышца – это орган тела, состоящий из мышечной ткани. Каждая мышца имеет определенную, присущую только ей, форму и функцию. Все виды мышц делят на три группы.

Виды мышечной ткани

Гладкая мускулатура – отвечает за работу внутренних органов. Входит в состав кишечника, мочевого пузыря, желудка, сердечно-сосудистой системы.

Сердечная мышца – обеспечивает кровообращение, находится только в сердце.

Поперечнополосатые (скелетные) мышцы – формируют мускулатуру человека. Рассмотрим этот вид подробно.

Строение скелетной мышцы

К скелету мышца прикреплена через сухожильные концы (сухожилия). Средняя часть скелетной мышцы называется – брюшко.

Брюшко мышцы состоит из мышечных волокон. Мышечное волокно выглядит как длинная нить. Эти нити объединены в пучки.

Каждый мышечный пучок выполняет определенную функцию.

Оказание помощи в Юсуповской больнице

Главной задачей врачей-неврологов Юсуповской больницы является оказание качественной медицинской помощи. Лечебные мероприятия, проводимые в Юсуповской больнице для пациентов у которых отмечаются фасцикуляции при остеохондрозе, БАС и других нарушениях, способствуют улучшению качества жизни больных.

Врачи-неврологи Юсуповской больницы обращают внимание пациентов на то, что подергивания могут возникать не только при неврологических заболеваниях, но и при интоксикации, переутомлении и истощении организма. Если возникают фасцикуляции при миелорадикулоишемии и других болезнях, они требуют незамедлительного лечения.

Если мышечные фасцикуляции приносят вам беспокойство, терзают сомнения о причине их возникновения, то записывайтесь на прием к врачу-невропатологу. Для получения консультации звоните по телефону.

Записаться на приём

Roll and lock: поворачиваем и запираем

По гипотезе рычага, в мышечном сокращении существует только один момент генерации силы — когда поворачивается миозиновый хвост (рычаг). Однако некоторые данные рентгенографии и томографии мышц не то чтобы не согласуются с этой теорией, а свидетельствуют о том, что существует еще какой-то непонятный момент в сокращении мышцы, который гипотеза рычага не объясняет. Поэтому группа исследователей под руководством А. К. Цатуряна предложила теорию мышечного сокращения под названием «Roll and lock» — «Поворачиваем и запираем» (см.: Michael A. Ferenczi et al., 2005. The «Roll and Lock» Mechanism of Force Generation in Muscle). По этой теории, миозиновые головки садятся на актин еще до гидролиза АТФ, причем садятся не стройно и организованно, а как попало. На головке миозина есть длинный выступающий домен — «щуп», — который «нащупывает» подходящую себе (кислую и отрицательно заряженную) часть актиновой нити и прилипает к ней — как придется, под первым попавшимся углом. Однако стоит произойти гидролизу АТФ, как миозин меняет свою конформацию, головки поворачиваются под нужным углом и крепко и четко, как ключ с замком, сцепляются с актиновой нитью, а из миозинового кармана выбрасывается фосфат. И вот только после этого происходит поворот рычага. Иными словами, модель получается двухстадийной — на первом этапе головка миозина крепко и четко вцепляется в актин и при этом немного поворачивается, а на втором — поворачивается рычаг, причем сила, которая потом приведет к движению мышцы, генерируется на обоих этих этапах.

Помимо рентгеноструктурных и томографических данных, которые очень хорошо согласуются с теорией «Roll and lock», существует и несколько косвенных, но очень красивых доказательств ее правоты. Например, известно, что во время мышечного сокращения, в том случае, если мышца не меняет свою длину, всего чуть более 40% миозиновых головок сидит на актине, а остальные болтаются ни к чему не присоединенными. Однако когда сжатую мышцу насильно растягивают (например, такое бывает при беге, когда человек приземляется на напряженную мышцу), то жесткость мышцы резко увеличивается из-за того, что почти все свободные миозиновые головки резко сцепляются с актиновой нитью. Однако, судя по рентгеноструктурным данным, сцепляются они отнюдь не «намертво», как ключ с замком, а просто как попало. Объяснить это можно как раз с помощью теории «Roll and lock». Гидролиз АТФ при растяжении мышцы прекращается (оно и понятно: какой смысл тратить АТФ, если работа совершается не мышцей

, а
над мышцей
), и все миозиновые головки переходят в состояние «активного актинового поиска» — их торчащий щуп ищет актиновую нить, нащупывает на ней подходящее место и сцепляется с ним — не крепко-накрепко, не как ключ с замком, а как попало. Однако для того, чтобы увеличить жесткость мышцы (и этим защитить кости от перелома) этого оказывается достаточно.

Невольное сокращение брюшных мышц

Многие сталкивались с проблемой спазма брюшных мышц, происходит это вследствие того, что нарушается работоспособность пищеварительного тракта. А эти сбои случаются, если присутствует нерациональное питание, вредные привычки, отсутствие здорового образа жизни, стрессы и затяжные депрессивные состояния, основной первопричиной являются патологии внутренних органов. Спазм может быть причиной деструктивных процессов в почках, печени, поджелудочной железе, мочеполовой системе.

Центральным способом устранения этих неприятных проявлений является сбалансированное питание, отказ от пагубных привычек, правильный распорядок дня, умеренные физические нагрузки.

Нужно наотрез отказаться от крепких спиртных напитков, жирной, жареной пищи, мучных изделий и вредных продуктов (чипсы, газированная вода, шоколадные батончики, фаст фуд), пища должна быть в меру приправлена специями, слишком острая, горячая или холодная еда наносит вред желудочно-кишечному тракту, раздражает слизистые оболочки.

Врач: Шишкина Ольга ✓ Статья проверена доктором

Профилактика этого патологического состояния

Есть ряд условий, которые нужно соблюдать, даже если после пройденного лечения кажется, что проблема позади. Все может начаться заново.
Чтобы этого не случилось, нужно:

• Питаться правильно и сбалансировано, чтобы обеспечить организм достаточным количеством микроэлементов, витаминов. Отсутствие или нехватка таковых тоже может быть причиной разных мышечных спазмов.
• Исключить вредные привычки. Курение, алкоголь и кофе в больших количествах приводят к изменениям в сосудах, а это связано с рассматриваемой проблемой.
• Во избежание судорог икроножных мышц надо носить удобную обувь, чтобы не было ощущения сдавленности.
• Установить щадящий режим дня, отведя достаточное время на сон.
• Стараться меньше переживать, научиться контролировать негативные эмоции, попытаться создать благоприятный микроклимат в семье и рабочем (учебном) коллективе.
• Прислушиваться к сигналам, которые подает организм, не игнорировать тревожные “звоночки”, не откладывать поход к врачу при подозрении на ухудшение состояния.

Если необходимые условия будут соблюдаться, то с помощью специалиста и стараний проблему можно вылечить или свести к минимуму.

Главное, беречь себя, не отказываться сознательно от медицинской помощи.

Дергаются мышцы по всему телу (причины)

Состояние, при котором дергаются мышцы по всему телу, может быть неотложным. так начинаются тонические судороги при обезвоживании (гиповолемическом шоке), обширной кровопотере и экстренном падении уровня артериального давления. Естественного, что далеко не всегда причины, по которым дергаются мышцы по всему телу, являются настолько критичными.

Подобным состояниям должны предшествовать определённые события, например, ранение, или длительно протекающая диарея с рвотой. Если никаких экстраординарных событий не было, а по всему телу наблюдается хаотичное подергивание мышц, то вероятнее всего есть нарушение иннервации. Они могут быть локального или генерализованного характера.

Локальные проблемы часто наблюдаются при нарушении проводимости нервного импульса на фоне остеохондроза, туннельного синдрома, деформации крупных суставов и т.д. Генерализованные судороги возникают при поражении структуру вегетативной и центральной нервной системы. Это могут быть последствия транзиторного нарушения мозгового кровообращения, спазмов кровеносных церебральных сосудов, дисциркуляторной нейропатии.

Обратите внимание, что очень часто причины того, что дергаются мышцы по всему телу, скрываются в шейном отделе позвоночника. Это синдром позвоночной артерии, при котором за счет деформации проходов для церебральных кровеносных сосудов начинается их компрессия. Кровоток снижается, задние структуры головного мозга (а именно они отвечают за регуляцию деятельности вегетативной нервной системы) страдают от нарушения трофики. Клончиеские подергивания мышц – это первый характерный признак данного заболевания.

Виды

Характер мышечных сокращений зависит от порядка сокращений и частоты возникающих нервных стимулов.

Одиночное

В случае прямого раздражения мышцы или через нерв, который её иннервирует, возникает одиночное мускульное сокращение.

В этом механизме выделяют 3 фазы:

• скрытый период, от начала поступления импульса до ответа мускула, во время которого развивается потенциал действия (ПД);
• период сокращения или укорочения мышцы;
• период расслабления.

Мышечная возбудимость в этом случае меняется в соответствии с определенными фазами. Но в жизни одиночные импульсы человеку не поступают, а следуют друг за другом сериями, с определенными интервалами. На эти импульсы и отвечает мышца длительным сокращением.

Тетаническое

Когда продолжающееся сокращение мышц поддерживается непрерывно без расслабления, это называется тетаническим сокращением. Мышцы при этом могут укорачиваться, удлиняться или оставаться постоянной длины.

При этом движение стимулируется множественными импульсами с достаточно высокой частотой. Импульс, совпадающий с фазой расслабления способствует появлению целой серии последовательных одиночных сократительных движений.

Если частота импульсов повышается, то может произойти совмещение фазы расслабления предыдущего цикла с новым поступившим импульсом.

В таком случае говорят о зубчатом тетанусе, при котором происходит длительное сокращение, прерывающееся периодами неполного расслабления. Другим видом тетанического сокращения будет гладкий тетанус, когда длительное сокращение мышцы не прерывается периодами расслабления.

Тетаническое сокращение в более легкой форме является нормальным и происходит как процесс обычного физиологического явления во время таких действий, как, например, поднятие тяжести. В тяжелых случаях, при воспалительных и инфекционных состояниях, возникают тонические судороги симметричных групп мышц.

Преобразования

Физиологически человек – это биохимический двигатель, потому что пища — это топливо, которое расщепляется на составляющие: глюкозу (мельчайшие строительные блоки углеводов), аминокислоты и жиры. Механизм мышечного сокращения происходит за счёт использование глюкозы и энергии, обеспечиваемой АТФ.

Скелетная мышца трансформирует химическую энергию в механическую. Таким образом процесс сокращения мышц происходит под воздействием 2-этапного молекулярного преобразования: электромеханического и хемомеханического.

Электрохимическое

Все живые клетки имеют мембраны с встроенными в него белками. Мембрана служит диффузионным барьером и изолятором для продвижения положительно и отрицательно заряженных ионов.

Нейроны и мышечные клетки через свои мембраны контролируют движение заряженных ионов с помощью избирательного открытия и закрытия ионных каналов. Таким образом образуются электрические токи и электросигналы. Хотя токи, создаваемые ионами, движущимися через канальные белки, очень малы, они составляют основу, как нейронной передачи сигналов, так и сокращения мышц.

Нервные импульсы электрически возбудимы, следовательно, они способны генерировать потенциал действия (ПД) — особый тип электрического сигнала, который перемещается по клеточной мембране в виде волны, быстро и точно передающей сигнал на большие расстояния.

Этот первый этап мышечного сокращения происходит за счёт возбуждения мембраны мышечного волокна, вдоль которой циркулирует потенциал действия. Это свойство называется возбудимостью, когда ПД генерирует нейроны и мышечные клетки.

Хемомеханическое

Сократительная работа мышц происходит за счет выделяемой в процессе окисления углеводов или липидов энергии.

В процессе механохимической реакции происходит поэтапное преобразование химической энергии в механическую:

• вначале идет процесс связывания тропонина с ионами Ca2+;
• следующий шаг – взаимодействие головки тяжелой цепи миозина с актином;
• происходит скольжение актина и миозина относительно друг друга,