आंतरिक अंग, त्वचा, रक्त वाहिकाएँ।

कंकाल की मांसपेशियांकंकाल के साथ मिलकर वे शरीर की मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली बनाते हैं, जो अंतरिक्ष में शरीर की मुद्रा और गति के रखरखाव को सुनिश्चित करता है। इसके अलावा, वे एक सुरक्षात्मक कार्य करते हैं, आंतरिक अंगों को क्षति से बचाते हैं।

कंकाल की मांसपेशियां मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली का एक सक्रिय हिस्सा हैं, जिसमें हड्डियां और उनके जोड़, स्नायुबंधन और टेंडन भी शामिल हैं। मांसपेशियों का द्रव्यमान शरीर के कुल वजन का 50% तक पहुंच सकता है।

कार्यात्मक दृष्टिकोण से, मोटर प्रणाली में मोटर न्यूरॉन्स भी शामिल होते हैं जो मांसपेशी फाइबर को तंत्रिका आवेग भेजते हैं। मोटर न्यूरॉन्स के शरीर जो अक्षतंतु के साथ कंकाल की मांसपेशियों को संक्रमित करते हैं, रीढ़ की हड्डी के पूर्वकाल सींगों में स्थित होते हैं, और मैक्सिलोफेशियल क्षेत्र की मांसपेशियों को संक्रमित करने वाले मस्तिष्क स्टेम के मोटर नाभिक में स्थित होते हैं। मोटर न्यूरॉन का अक्षतंतु कंकाल की मांसपेशी के प्रवेश द्वार पर शाखा करता है, और प्रत्येक शाखा एक अलग मांसपेशी फाइबर पर न्यूरोमस्कुलर सिनैप्स के निर्माण में भाग लेती है (चित्र 1)।

चावल। 1. मोटर न्यूरॉन एक्सॉन की एक्सॉन टर्मिनलों में शाखाएं। इलेक्ट्रॉन विवर्तन पैटर्न

चावल। मानव कंकाल की मांसपेशी की संरचना

कंकाल की मांसपेशियाँ मांसपेशी फाइबर से बनी होती हैं जो मांसपेशी बंडलों में व्यवस्थित होती हैं। एक मोटर न्यूरॉन की अक्षतंतु शाखाओं द्वारा संक्रमित मांसपेशी फाइबर के सेट को मोटर (या मोटर) इकाई कहा जाता है। आंख की मांसपेशियों में, 1 मोटर इकाई में 3-5 मांसपेशी फाइबर हो सकते हैं, धड़ की मांसपेशियों में - सैकड़ों फाइबर, एकमात्र मांसपेशी में - 1500-2500 फाइबर। पहली मोटर इकाई के मांसपेशी फाइबर में समान रूपात्मक गुण होते हैं।

कंकाल की मांसपेशियों के कार्यहैं:

• अंतरिक्ष में शरीर की गति;
• एक दूसरे के सापेक्ष शरीर के अंगों की गति, जिसमें श्वसन गतिविधियों का कार्यान्वयन शामिल है जो फेफड़ों को वेंटिलेशन प्रदान करते हैं;
• शरीर की स्थिति और मुद्रा बनाए रखना।

कंकाल की मांसपेशियां, कंकाल के साथ मिलकर, शरीर की मस्कुलोस्केलेटल प्रणाली बनाती हैं, जो अंतरिक्ष में शरीर की मुद्रा और गति के रखरखाव को सुनिश्चित करती है। इसके साथ ही, कंकाल की मांसपेशियां और कंकाल एक सुरक्षात्मक कार्य करते हैं, आंतरिक अंगों को क्षति से बचाते हैं।

इसके अलावा, धारीदार मांसपेशियां गर्मी के उत्पादन में महत्वपूर्ण होती हैं, जो तापमान होमियोस्टैसिस को बनाए रखती हैं, और कुछ पोषक तत्वों के भंडारण में भी महत्वपूर्ण होती हैं।

चावल। 2. कंकाल की मांसपेशियों के कार्य

कंकाल की मांसपेशियों के शारीरिक गुण

कंकाल की मांसपेशियों में निम्नलिखित शारीरिक गुण होते हैं।

उत्तेजना.यह तंत्रिका आवेग के आगमन पर उत्तेजना के साथ प्रतिक्रिया करने के लिए प्लाज्मा झिल्ली (सार्कोलेमा) की संपत्ति द्वारा सुनिश्चित किया जाता है। धारीदार मांसपेशी फाइबर (ई 0 लगभग 90 एमवी) की झिल्ली की आराम क्षमता में अधिक अंतर के कारण, उनकी उत्तेजना तंत्रिका फाइबर (ई 0 लगभग 70 एमवी) की तुलना में कम है। उनकी क्रिया क्षमता का आयाम अन्य उत्तेजनीय कोशिकाओं की तुलना में अधिक (लगभग 120 mV) है।

इससे व्यवहार में कंकाल चूहों की बायोइलेक्ट्रिकल गतिविधि को आसानी से रिकॉर्ड करना संभव हो जाता है। ऐक्शन पोटेंशिअल की अवधि 3-5 एमएस है, जो उत्तेजित मांसपेशी फाइबर झिल्ली के पूर्ण अपवर्तकता चरण की छोटी अवधि निर्धारित करती है।

चालकता.यह प्लाज्मा झिल्ली की संपत्ति द्वारा स्थानीय गोलाकार धाराओं को बनाने, क्रिया क्षमता उत्पन्न करने और संचालित करने के लिए सुनिश्चित किया जाता है। परिणामस्वरूप, क्रिया क्षमता मांसपेशी फाइबर के साथ झिल्ली में और झिल्ली द्वारा गठित अनुप्रस्थ ट्यूबों के साथ अंदर की ओर फैलती है। ऐक्शन पोटेंशिअल की गति 3-5 मीटर/सेकेंड है।

सिकुड़न.झिल्ली की उत्तेजना के बाद उनकी लंबाई और तनाव को बदलना मांसपेशी फाइबर का एक विशिष्ट गुण है। सिकुड़न मांसपेशी फाइबर के विशेष सिकुड़ा प्रोटीन द्वारा प्रदान की जाती है।

कंकाल की मांसपेशियों में विस्कोइलास्टिक गुण भी होते हैं जो मांसपेशियों को आराम देने के लिए महत्वपूर्ण होते हैं।

चावल। मानव कंकाल की मांसपेशियाँ

कंकाल की मांसपेशियों के भौतिक गुण

कंकाल की मांसपेशियों की विशेषता विस्तारशीलता, लोच, शक्ति और कार्य करने की क्षमता है।

विस्तारशीलता -तन्य बल के प्रभाव में मांसपेशियों की लंबाई बदलने की क्षमता।

लोच -तन्यता या विकृत बल की समाप्ति के बाद मांसपेशियों की अपने मूल आकार को बहाल करने की क्षमता।

- किसी मांसपेशी की भार उठाने की क्षमता। विभिन्न मांसपेशियों की ताकत की तुलना करने के लिए, अधिकतम द्रव्यमान को उसके शारीरिक क्रॉस-सेक्शन के वर्ग सेंटीमीटर की संख्या से विभाजित करके उनकी विशिष्ट ताकत निर्धारित की जाती है। कंकाल की मांसपेशियों की ताकत कई कारकों पर निर्भर करती है। उदाहरण के लिए, किसी निश्चित समय पर उत्तेजित मोटर इकाइयों की संख्या पर। यह मोटर इकाइयों की समकालिकता पर भी निर्भर करता है। मांसपेशियों की ताकत शुरुआती लंबाई पर भी निर्भर करती है। एक निश्चित औसत लंबाई होती है जिस पर मांसपेशी अधिकतम संकुचन विकसित करती है।

चिकनी मांसपेशियों की ताकत प्रारंभिक लंबाई, मांसपेशी परिसर की उत्तेजना की समकालिकता, साथ ही कोशिका के अंदर कैल्शियम आयनों की एकाग्रता पर भी निर्भर करती है।

मांसपेशियों की क्षमता काम करें।मांसपेशियों का काम उठाए गए भार के द्रव्यमान और लिफ्ट की ऊंचाई के गुणनफल से निर्धारित होता है।

उठाए गए भार का द्रव्यमान बढ़ने से मांसपेशियों का काम बढ़ता है, लेकिन एक निश्चित सीमा तक, जिसके बाद भार में वृद्धि से काम में कमी आती है, यानी। लिफ्ट की ऊँचाई कम हो जाती है। मध्यम भार पर मांसपेशियों द्वारा अधिकतम कार्य किया जाता है। इसे औसत भार का नियम कहा जाता है। मांसपेशियों के काम की मात्रा मांसपेशी फाइबर की संख्या पर निर्भर करती है। मांसपेशियाँ जितनी मोटी होंगी, वह उतना ही अधिक भार उठा सकती है। लंबे समय तक मांसपेशियों में तनाव रहने से थकान हो जाती है। यह मांसपेशियों (एटीपी, ग्लाइकोजन, ग्लूकोज) में ऊर्जा भंडार की कमी, लैक्टिक एसिड और अन्य मेटाबोलाइट्स के संचय के कारण होता है।

कंकाल की मांसपेशियों के सहायक गुण

एक्स्टेंसिबिलिटी एक मांसपेशी की तन्यता बल के प्रभाव में अपनी लंबाई बदलने की क्षमता है। लोच एक मांसपेशी की तन्यता या विकृत बल की समाप्ति के बाद अपनी मूल लंबाई में लौटने की क्षमता है। जीवित मांसपेशियों में छोटी लेकिन पूर्ण लोच होती है: यहां तक ​​कि एक छोटा सा बल भी मांसपेशियों को अपेक्षाकृत अधिक लंबा कर सकता है, और इसकी मूल आकार में वापसी पूरी हो जाती है। यह गुण कंकाल की मांसपेशियों के सामान्य कार्यों के लिए बहुत महत्वपूर्ण है।

किसी मांसपेशी की ताकत उस अधिकतम भार से निर्धारित होती है जिसे मांसपेशी उठाने में सक्षम है। विभिन्न मांसपेशियों की ताकत की तुलना करने के लिए, उनकी विशिष्ट ताकत निर्धारित की जाती है, अर्थात। एक मांसपेशी जो अधिकतम भार उठाने में सक्षम है उसे उसके शारीरिक क्रॉस-सेक्शन के वर्ग सेंटीमीटर की संख्या से विभाजित किया जाता है।

किसी मांसपेशी की कार्य करने की क्षमता।मांसपेशियों का कार्य उठाए गए भार के परिमाण और लिफ्ट की ऊंचाई के उत्पाद द्वारा निर्धारित होता है। बढ़ते भार के साथ मांसपेशियों का काम धीरे-धीरे बढ़ता है, लेकिन एक निश्चित सीमा तक, जिसके बाद भार बढ़ने से काम में कमी आती है, क्योंकि भार उठाने की ऊंचाई कम हो जाती है। नतीजतन, मांसपेशियों का अधिकतम काम औसत भार पर किया जाता है।

मांसपेशियों की थकान।मांसपेशियाँ लगातार काम नहीं कर सकतीं। लंबे समय तक काम करने से उनके प्रदर्शन में कमी आती है। मांसपेशियों के प्रदर्शन में अस्थायी कमी जो लंबे समय तक काम करने के दौरान होती है और आराम के बाद गायब हो जाती है, मांसपेशी थकान कहलाती है। यह दो प्रकार की मांसपेशियों की थकान के बीच अंतर करने की प्रथा है: झूठी और सच्ची। झूठी थकान के साथ, मांसपेशी थकती नहीं है, बल्कि तंत्रिका से मांसपेशी तक आवेगों को संचारित करने के लिए एक विशेष तंत्र होता है, जिसे सिनेप्स कहा जाता है। सिनैप्स में मध्यस्थों का भंडार समाप्त हो गया है। सच्ची थकान के साथ, मांसपेशियों में निम्नलिखित प्रक्रियाएं होती हैं: अपर्याप्त ऑक्सीजन आपूर्ति के कारण पोषक तत्वों के कम ऑक्सीकृत टूटने वाले उत्पादों का संचय, मांसपेशियों के संकुचन के लिए आवश्यक ऊर्जा स्रोतों की कमी। मांसपेशियों के संकुचन के बल और मांसपेशियों के विश्राम की मात्रा में कमी से थकान प्रकट होती है। यदि मांसपेशियां कुछ समय के लिए काम करना बंद कर देती हैं और आराम की स्थिति में होती हैं, तो सिनैप्स का काम बहाल हो जाता है, और चयापचय उत्पादों को रक्त के साथ हटा दिया जाता है और पोषक तत्व पहुंचाए जाते हैं। इस प्रकार, मांसपेशी सिकुड़ने और काम करने की क्षमता पुनः प्राप्त कर लेती है।

सिंगल कट

एक मांसपेशी या मोटर तंत्रिका की उत्तेजना जो इसे एक ही उत्तेजना के साथ अंदर ले जाती है, मांसपेशियों में एक ही संकुचन का कारण बनती है। इस तरह के संकुचन के तीन मुख्य चरण होते हैं: अव्यक्त चरण, छोटा करने का चरण और विश्राम चरण।

पृथक मांसपेशी फाइबर के एकल संकुचन का आयाम उत्तेजना की ताकत पर निर्भर नहीं करता है, अर्थात। "सभी या कुछ भी नहीं" कानून का पालन करता है। हालाँकि, सीधे उत्तेजित होने पर कई तंतुओं से बनी संपूर्ण मांसपेशी का संकुचन उत्तेजना की ताकत पर निर्भर करता है। थ्रेशोल्ड करंट पर, प्रतिक्रिया में केवल थोड़ी संख्या में फाइबर शामिल होते हैं, इसलिए मांसपेशियों में संकुचन मुश्किल से ध्यान देने योग्य होता है। जलन की बढ़ती ताकत के साथ, उत्तेजना से ढके तंतुओं की संख्या बढ़ जाती है; संकुचन तब तक बढ़ता है जब तक कि सभी तंतु सिकुड़ नहीं जाते ("अधिकतम संकुचन") - इस प्रभाव को बॉडिच की सीढ़ी कहा जाता है। जलन पैदा करने वाली धारा के और अधिक तीव्र होने से मांसपेशियों के संकुचन पर कोई प्रभाव नहीं पड़ता है।

चावल। 3. एकल मांसपेशी संकुचन: ए - मांसपेशियों में जलन का क्षण; ए-6 - अव्यक्त अवधि; 6-बी - कमी (छोटा करना); वी-जी - विश्राम; डी-डी - क्रमिक लोचदार कंपन।

टेटनस मांसपेशी

प्राकृतिक परिस्थितियों में, कंकाल की मांसपेशी केंद्रीय तंत्रिका तंत्र से एकल उत्तेजना आवेग नहीं प्राप्त करती है, जो इसके लिए पर्याप्त उत्तेजना के रूप में काम करती है, बल्कि आवेगों की एक श्रृंखला प्राप्त करती है, जिसके लिए मांसपेशी लंबे समय तक संकुचन के साथ प्रतिक्रिया करती है। लंबे समय तक मांसपेशियों में संकुचन जो लयबद्ध उत्तेजना के जवाब में होता है उसे टेटनिक संकुचन या टेटनस कहा जाता है। टेटनस दो प्रकार का होता है: दाँतेदार और चिकना (चित्र 4)।

चिकना टेटनसतब होता है जब प्रत्येक आगामी उत्तेजना आवेग छोटा होने के चरण में प्रवेश करता है, और दांतेदार -विश्राम चरण में.

धनुस्तंभीय संकुचन का आयाम एकल संकुचन के आयाम से अधिक होता है। शिक्षाविद् एन.ई. वेदवेन्स्की ने मांसपेशियों की उत्तेजना के असमान मूल्य द्वारा टेटनस आयाम की परिवर्तनशीलता की पुष्टि की और उत्तेजना आवृत्ति के इष्टतम और निराशा की अवधारणाओं को शरीर विज्ञान में पेश किया।

इष्टतमयह उत्तेजना की आवृत्ति है जिस पर प्रत्येक बाद की उत्तेजना मांसपेशियों की बढ़ी हुई उत्तेजना के चरण में प्रवेश करती है। इस मामले में, अधिकतम परिमाण (इष्टतम) का टेटनस विकसित होता है।

निराशापूर्णयह उत्तेजना की आवृत्ति है जिस पर प्रत्येक बाद की उत्तेजना मांसपेशियों की कम उत्तेजना के चरण में होती है। टेटनस की तीव्रता न्यूनतम (निराशाजनक) होगी।

चावल। 4. उत्तेजना की विभिन्न आवृत्तियों पर कंकाल की मांसपेशियों का संकुचन: I - मांसपेशी संकुचन; द्वितीय - जलन की आवृत्ति का निशान; ए - एकल संकुचन; बी- दाँतेदार टेटनस; सी - चिकनी टेटनस

मांसपेशी संकुचन मोड

कंकाल की मांसपेशियों में संकुचन के आइसोटोनिक, आइसोमेट्रिक और मिश्रित तरीके होते हैं।

पर आइसोटोनिकजब कोई मांसपेशी सिकुड़ती है तो उसकी लंबाई बदल जाती है, लेकिन तनाव स्थिर रहता है। यह संकुचन तब होता है जब मांसपेशी प्रतिरोध पर काबू नहीं पाती है (उदाहरण के लिए, भार नहीं उठाती है)। प्राकृतिक परिस्थितियों में, जीभ की मांसपेशियों का संकुचन आइसोटोनिक प्रकार के करीब होता है।

पर सममितीयअपनी गतिविधि के दौरान मांसपेशियों में संकुचन होने से तनाव बढ़ जाता है, लेकिन इस तथ्य के कारण कि मांसपेशियों के दोनों सिरे स्थिर होते हैं (उदाहरण के लिए, मांसपेशी एक बड़ा भार उठाने की कोशिश कर रही है), यह छोटी नहीं होती है। मांसपेशीय तंतुओं की लंबाई स्थिर रहती है, केवल उनके तनाव की मात्रा बदलती रहती है।

उन्हें समान तंत्र द्वारा कम किया जाता है।

शरीर में, मांसपेशियों के संकुचन कभी भी पूरी तरह से आइसोटोनिक या आइसोमेट्रिक नहीं होते हैं। उनका हमेशा एक मिश्रित चरित्र होता है, अर्थात। मांसपेशियों की लंबाई और तनाव दोनों में एक साथ बदलाव होता है। इस रिडक्शन मोड को कहा जाता है ऑक्सोटोनिक,यदि मांसपेशियों में तनाव प्रबल हो, या औक्सोमेट्रिक,यदि छोटा करना प्रमुख है।

मांसपेशियों का संकुचन शरीर का रक्षात्मक, श्वसन, पोषण, यौन, उत्सर्जन और अन्य शारीरिक प्रक्रियाओं से जुड़ा एक महत्वपूर्ण कार्य है। सभी प्रकार की स्वैच्छिक गतिविधियाँ - चलना, चेहरे के भाव, नेत्रगोलक की गति, निगलना, साँस लेना आदि कंकाल की मांसपेशियों द्वारा की जाती हैं। अनैच्छिक गतिविधियाँ (हृदय संकुचन को छोड़कर) - पेट और आंतों की क्रमाकुंचन, रक्त वाहिकाओं के स्वर में परिवर्तन, मूत्राशय के स्वर का रखरखाव - चिकनी मांसपेशियों के संकुचन के कारण होता है। हृदय की मांसपेशियों के संकुचन से हृदय का कार्य सुनिश्चित होता है।

कंकाल की मांसपेशी का संरचनात्मक संगठन

मांसपेशी फाइबर और मायोफाइब्रिल (चित्र 1)।कंकाल की मांसपेशी में कई मांसपेशी फाइबर होते हैं जिनमें हड्डियों से जुड़ाव के बिंदु होते हैं और एक दूसरे के समानांतर स्थित होते हैं। प्रत्येक मांसपेशी फाइबर (मायोसाइट) में कई सबयूनिट शामिल होते हैं - मायोफिब्रिल, जो अनुदैर्ध्य दिशा में दोहराए जाने वाले ब्लॉक (सरकोमेरेस) से निर्मित होते हैं। सरकोमियर कंकाल की मांसपेशी के संकुचन तंत्र की कार्यात्मक इकाई है। मांसपेशी फाइबर में मायोफाइब्रिल्स इस तरह से स्थित होते हैं कि उनमें सार्कोमर्स का स्थान मेल खाता है। यह क्रॉस स्ट्राइक का एक पैटर्न बनाता है।

सरकोमेरे और तंतु।मायोफाइब्रिल में सरकोमेरेज़ जेड-प्लेट्स द्वारा एक दूसरे से अलग होते हैं, जिनमें प्रोटीन बीटा-एक्टिनिन होता है। दोनों दिशाओं में, पतला एक्टिन फिलामेंट।उनके बीच की जगहें मोटी होती हैं मायोसिन तंतु.

एक्टिन फिलामेंट बाह्य रूप से एक डबल हेलिक्स में मुड़े हुए मोतियों के दो तारों जैसा दिखता है, जहां प्रत्येक मनका एक प्रोटीन अणु है एक्टिन. प्रोटीन अणु एक दूसरे से समान दूरी पर एक्टिन हेलिकॉप्टरों के अवकाशों में स्थित होते हैं। ट्रोपोनिन, धागे जैसे प्रोटीन अणुओं से जुड़ा हुआ है ट्रोपोमायोसिन

मायोसिन तंतु प्रोटीन अणुओं को दोहराकर बनते हैं मायोसिन. प्रत्येक मायोसिन अणु का एक सिर होता है और पूँछ. मायोसिन सिर एक एक्टिन अणु से बंध सकता है, जिससे तथाकथित बनता है पुल पार करे.

मांसपेशी फाइबर की कोशिका झिल्ली आक्रमण बनाती है ( अनुप्रस्थ नलिकाएँ), जो सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम की झिल्ली में उत्तेजना का संचालन करने का कार्य करते हैं। सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम (अनुदैर्ध्य नलिकाएं)यह बंद ट्यूबों का एक इंट्रासेल्युलर नेटवर्क है और Ca++ आयन जमा करने का कार्य करता है।

मोटर इकाई।कंकालीय मांसपेशी की कार्यात्मक इकाई है मोटर इकाई (एमयू). एमयू मांसपेशी फाइबर का एक समूह है जो एक मोटर न्यूरॉन की प्रक्रियाओं द्वारा संक्रमित होता है। एक मोटर इकाई को बनाने वाले तंतुओं का उत्तेजना और संकुचन एक साथ होता है (जब संबंधित मोटर न्यूरॉन उत्तेजित होता है)। अलग-अलग मोटर इकाइयों को एक-दूसरे से स्वतंत्र रूप से उत्तेजित और अनुबंधित किया जा सकता है।

संकुचन के आणविक तंत्रकंकाल की मांसपेशी

के अनुसार थ्रेड स्लाइडिंग सिद्धांतमांसपेशियों में संकुचन एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स के एक दूसरे के सापेक्ष फिसलने की गति के कारण होता है। थ्रेड स्लाइडिंग तंत्र में कई अनुक्रमिक घटनाएं शामिल होती हैं।

मायोसिन हेड एक्टिन फिलामेंट बाइंडिंग सेंटर से जुड़ते हैं (चित्र 2, ए)।

एक्टिन के साथ मायोसिन की अंतःक्रिया से मायोसिन अणु की गठनात्मक पुनर्व्यवस्था होती है। शीर्ष ATPase गतिविधि प्राप्त करते हैं और 120° घूमते हैं। सिरों के घूमने के कारण, एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स एक दूसरे के सापेक्ष "एक कदम" चलते हैं (चित्र 2, बी)।

एक्टिन और मायोसिन का वियोग और सिर की संरचना की बहाली मायोसिन सिर में एटीपी अणु के जुड़ने और Ca++ की उपस्थिति में इसके हाइड्रोलिसिस के परिणामस्वरूप होती है (चित्र 2, बी)।

चक्र "बाध्यकारी - रचना में परिवर्तन - वियोग - रचना की बहाली" कई बार होता है, जिसके परिणामस्वरूप एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स एक दूसरे के सापेक्ष विस्थापित हो जाते हैं, सार्कोमेरेस की जेड-डिस्क करीब आती हैं और मायोफाइब्रिल छोटा हो जाता है (चित्र) .2, डी).

उत्तेजना और संकुचन का युग्मकंकाल की मांसपेशी में

आराम की स्थिति में, मायोफिब्रिल में धागा फिसलन नहीं होता है, क्योंकि एक्टिन सतह पर बंधन केंद्र ट्रोपोमायोसिन प्रोटीन अणुओं (छवि 3, ए, बी) द्वारा बंद होते हैं। मायोफाइब्रिल की उत्तेजना (विध्रुवण) और मांसपेशी संकुचन स्वयं इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन की प्रक्रिया से जुड़े होते हैं, जिसमें अनुक्रमिक घटनाओं की एक श्रृंखला शामिल होती है।

पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली पर न्यूरोमस्कुलर सिनैप्स के सक्रियण के परिणामस्वरूप, एक ईपीएसपी उत्पन्न होता है, जो पोस्टसिनेप्टिक झिल्ली के आसपास के क्षेत्र में एक एक्शन पोटेंशिअल के विकास को उत्पन्न करता है।

उत्तेजना (क्रिया क्षमता) मायोफाइब्रिल झिल्ली के साथ फैलती है और, अनुप्रस्थ नलिकाओं की एक प्रणाली के माध्यम से, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम तक पहुंचती है। सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम झिल्ली के विध्रुवण से इसमें Ca++ चैनल खुल जाते हैं, जिसके माध्यम से Ca++ आयन सार्कोप्लाज्म में प्रवेश करते हैं (चित्र 3, बी)।

Ca++ आयन प्रोटीन ट्रोपोनिन से बंधते हैं। ट्रोपोनिन अपनी संरचना बदलता है और ट्रोपोमायोसिन प्रोटीन अणुओं को विस्थापित करता है जो एक्टिन बाइंडिंग केंद्रों को कवर करते हैं (चित्र 3, डी)।

मायोसिन हेड खुले बंधन केंद्रों से जुड़ जाते हैं, और संकुचन प्रक्रिया शुरू हो जाती है (चित्र 3, ई)।

इन प्रक्रियाओं के विकास के लिए एक निश्चित अवधि (10-20 एमएस) की आवश्यकता होती है। मांसपेशी फाइबर (मांसपेशी) के उत्तेजना के क्षण से उसके संकुचन की शुरुआत तक के समय को कहा जाता है संकुचन की अव्यक्त अवधि.

कंकाल की मांसपेशियों को आराम

मांसपेशियों में शिथिलता सार्कोप्लास्मिक रेटिकुलम के चैनलों में कैल्शियम पंप के माध्यम से Ca++ आयनों के रिवर्स ट्रांसफर के कारण होती है। जैसे ही Ca++ को साइटोप्लाज्म से हटा दिया जाता है, कम और कम खुले बंधन स्थल होते हैं, और अंततः एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स पूरी तरह से अलग हो जाते हैं; मांसपेशियों में शिथिलता आती है।

अवकुंचनइसे मांसपेशियों का लगातार, दीर्घकालिक संकुचन कहा जाता है जो उत्तेजना की समाप्ति के बाद भी बना रहता है। सार्कोप्लाज्म में बड़ी मात्रा में Ca++ के संचय के परिणामस्वरूप टेटनिक संकुचन के बाद अल्पकालिक संकुचन विकसित हो सकता है; विषाक्तता और चयापचय संबंधी विकारों के परिणामस्वरूप दीर्घकालिक (कभी-कभी अपरिवर्तनीय) संकुचन हो सकता है।

कंकाल की मांसपेशी संकुचन के चरण और तरीके

मांसपेशियों के संकुचन के चरण

जब कंकाल की मांसपेशी सुपरथ्रेशोल्ड ताकत के विद्युत प्रवाह के एक नाड़ी से परेशान होती है, तो एक मांसपेशी संकुचन होता है, जिसमें 3 चरण प्रतिष्ठित होते हैं (चित्र 4, ए):

संकुचन की अव्यक्त (छिपी हुई) अवधि (लगभग 10 एमएस), जिसके दौरान क्रिया क्षमता विकसित होती है और इलेक्ट्रोमैकेनिकल युग्मन प्रक्रियाएं होती हैं; एकल संकुचन के दौरान मांसपेशियों की उत्तेजना क्रिया क्षमता के चरणों के अनुसार बदलती है;

छोटा करने का चरण (लगभग 50 एमएस);

विश्राम चरण (लगभग 50 एमएस)।

चावल। 4. एकल मांसपेशी संकुचन के लक्षण। दाँतेदार एवं चिकने टेटनस की उत्पत्ति. बी- मांसपेशियों के संकुचन के चरण और अवधि, बी- मांसपेशियों के संकुचन के तरीके जो मांसपेशियों की उत्तेजना की विभिन्न आवृत्तियों पर होते हैं। मांसपेशियों की लंबाई में परिवर्तननीले रंग में दिखाया गया है, मांसपेशी क्रिया क्षमता- लाल, मांसपेशियों की उत्तेजना- बैंगनी।

मांसपेशियों के संकुचन के तरीके

प्राकृतिक परिस्थितियों में, शरीर में एक भी मांसपेशी संकुचन नहीं देखा जाता है, क्योंकि मांसपेशियों को संक्रमित करने वाली मोटर तंत्रिकाओं के साथ कार्य क्षमता की एक श्रृंखला होती है। मांसपेशियों में आने वाले तंत्रिका आवेगों की आवृत्ति के आधार पर, मांसपेशी तीन तरीकों में से एक में सिकुड़ सकती है (चित्र 4, बी)।

एकल मांसपेशी संकुचन विद्युत आवेगों की कम आवृत्ति पर होता है। यदि विश्राम चरण के पूरा होने के बाद अगला आवेग मांसपेशियों में प्रवेश करता है, तो क्रमिक एकल संकुचन की एक श्रृंखला होती है।

उच्च आवेग आवृत्ति पर, अगला आवेग पिछले संकुचन चक्र के विश्राम चरण के साथ मेल खा सकता है। संकुचन के आयाम को संक्षेप में प्रस्तुत किया जाएगा, और होगा दाँतेदार टेटनस- लंबे समय तक संकुचन अपूर्ण मांसपेशी छूट की अवधि से बाधित होता है।

पल्स आवृत्ति में और वृद्धि के साथ, प्रत्येक बाद की पल्स छोटा होने के चरण के दौरान मांसपेशियों पर कार्य करेगी, जिसके परिणामस्वरूप चिकना टेटनस- लंबे समय तक संकुचन, विश्राम की अवधि से बाधित नहीं।

इष्टतम और निराशावादी आवृत्ति

धनुस्तंभीय संकुचन का आयाम मांसपेशियों को परेशान करने वाले आवेगों की आवृत्ति पर निर्भर करता है। इष्टतम आवृत्तिवे चिड़चिड़े आवेगों की आवृत्ति कहते हैं जिस पर प्रत्येक बाद का आवेग बढ़ी हुई उत्तेजना के चरण के साथ मेल खाता है (चित्र 4, ए) और, तदनुसार, सबसे बड़े आयाम के टेटनस का कारण बनता है। निराशाजनक आवृत्तिउत्तेजना की उच्च आवृत्ति कहलाती है, जिस पर प्रत्येक बाद की वर्तमान नाड़ी दुर्दम्य चरण (छवि 4, ए) में गिरती है, जिसके परिणामस्वरूप टेटनस का आयाम काफी कम हो जाता है।

कंकाल की मांसपेशी का काम

कंकाल की मांसपेशियों के संकुचन की ताकत 2 कारकों द्वारा निर्धारित होती है:

- कटौती में शामिल इकाइयों की संख्या;

मांसपेशीय तंतुओं के संकुचन की आवृत्ति.

कंकाल की मांसपेशी का कार्य संकुचन के दौरान मांसपेशियों के स्वर (तनाव) और लंबाई में समन्वित परिवर्तन के माध्यम से पूरा होता है।

कंकालीय मांसपेशी कार्य के प्रकार:

• गतिशील काबू पाने का कामतब होता है जब कोई मांसपेशी सिकुड़कर शरीर या उसके हिस्सों को अंतरिक्ष में ले जाती है;

• स्थैतिक (धारण) कार्ययदि मांसपेशियों के संकुचन के कारण शरीर के कुछ हिस्सों को एक निश्चित स्थिति में बनाए रखा जाता है तो प्रदर्शन किया जाता है;

• गतिशील उपज संचालनयह तब होता है जब एक मांसपेशी काम करती है लेकिन खिंच जाती है क्योंकि इससे लगने वाला बल शरीर के हिस्सों को हिलाने या पकड़ने के लिए पर्याप्त नहीं होता है।

काम के दौरान, मांसपेशियां सिकुड़ सकती हैं:

• आइसोटोनिक- लगातार तनाव (बाहरी भार) के तहत मांसपेशियां छोटी हो जाती हैं; आइसोटोनिक संकुचन केवल प्रयोग में ही पुनरुत्पादित होता है;

• आइसोमेट्रिक्स- मांसपेशियों में तनाव बढ़ता है, लेकिन उसकी लंबाई नहीं बदलती; स्थैतिक कार्य करते समय मांसपेशियाँ सममितीय रूप से सिकुड़ती हैं;

• औक्सोटोनिक- मांसपेशियों का तनाव कम होने पर बदल जाता है; ऑक्सोटोनिक संकुचन गतिशील काबू पाने वाले कार्य के दौरान किया जाता है।

औसत भार नियम-मांसपेशियां मध्यम भार के तहत अधिकतम कार्य कर सकती हैं।

थकान- मांसपेशियों की एक शारीरिक स्थिति जो लंबे समय तक काम करने के बाद विकसित होती है और संकुचन के आयाम में कमी, संकुचन की गुप्त अवधि और विश्राम चरण के विस्तार से प्रकट होती है। थकान के कारण हैं: एटीपी भंडार की कमी, मांसपेशियों में चयापचय उत्पादों का संचय। लयबद्ध कार्य के दौरान मांसपेशियों की थकान सिनैप्स थकान से कम होती है। इसलिए, जब शरीर मांसपेशियों का काम करता है, तो शुरुआत में केंद्रीय तंत्रिका तंत्र और न्यूरोमस्कुलर सिनेप्स के स्तर पर थकान विकसित होती है।

संरचनात्मक संगठन और कमीचिकनी मांसपेशियां

संरचनात्मक संगठन. चिकनी पेशी में एकल धुरी के आकार की कोशिकाएँ होती हैं ( myocytes), जो मांसपेशियों में कमोबेश अव्यवस्थित रूप से स्थित होते हैं। संकुचनशील तंतु अनियमित रूप से व्यवस्थित होते हैं, जिसके परिणामस्वरूप मांसपेशियों में कोई अनुप्रस्थ धारी नहीं होती है।

संकुचन का तंत्र कंकाल की मांसपेशी के समान है, लेकिन फिलामेंट के खिसकने की दर और एटीपी हाइड्रोलिसिस की दर कंकाल की मांसपेशी की तुलना में 100-1000 गुना कम है।

उत्तेजना और संकुचन के युग्मन का तंत्र। जब कोशिका उत्तेजित होती है, तो Ca++ न केवल सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम से, बल्कि अंतरकोशिकीय स्थान से भी मायोसाइट के साइटोप्लाज्म में प्रवेश करता है। Ca++ आयन, कैल्मोडुलिन प्रोटीन की भागीदारी के साथ, एंजाइम (मायोसिन किनेज) को सक्रिय करते हैं, जो फॉस्फेट समूह को एटीपी से मायोसिन में स्थानांतरित करता है। फॉस्फोराइलेटेड मायोसिन हेड्स एक्टिन फिलामेंट्स से जुड़ने की क्षमता हासिल कर लेते हैं।

चिकनी मांसपेशियों का संकुचन और विश्राम। सार्कोप्लाज्म से Ca++ आयनों को हटाने की दर कंकाल की मांसपेशी की तुलना में बहुत कम है, जिसके परिणामस्वरूप विश्राम बहुत धीरे-धीरे होता है। चिकनी मांसपेशियां लंबे टॉनिक संकुचन और धीमी लयबद्ध गति करती हैं। एटीपी हाइड्रोलिसिस की कम तीव्रता के कारण, चिकनी मांसपेशियां लंबे समय तक संकुचन के लिए अनुकूलित होती हैं, जिससे थकान और उच्च ऊर्जा खपत नहीं होती है।

मांसपेशियों के शारीरिक गुण

कंकाल और चिकनी मांसपेशियों के सामान्य शारीरिक गुण हैं उत्तेजनाऔर सिकुड़ना. कंकाल और चिकनी मांसपेशियों की तुलनात्मक विशेषताएं तालिका में दी गई हैं। 6.1. हृदय की मांसपेशियों के शारीरिक गुणों और विशेषताओं की चर्चा "होमियोस्टैसिस के शारीरिक तंत्र" खंड में की गई है।

तालिका 7.1.कंकाल और चिकनी मांसपेशियों की तुलनात्मक विशेषताएं

संपत्ति	कंकाल की मांसपेशियां	चिकनी पेशी
विध्रुवण दर		धीमा
आग रोक की अवधि	छोटा	लंबा
संकुचन की प्रकृति	तेजी से चरणबद्ध	धीमा टॉनिक
ऊर्जा लागत
प्लास्टिक
स्वचालित
प्रवाहकत्त्व
अभिप्रेरणा	दैहिक एनएस के मोटर न्यूरॉन्स	स्वायत्त तंत्रिका तंत्र के पोस्टगैंग्लिओनिक न्यूरॉन्स
आंदोलन किये	मनमाना	अनैच्छिक
रासायनिक संवेदनशीलता
विभाजित करने और अंतर करने की क्षमता

प्लास्टिकचिकनी मांसपेशियाँ इस तथ्य में प्रकट होती हैं कि वे छोटी और विस्तारित दोनों अवस्थाओं में निरंतर स्वर बनाए रख सकती हैं।

प्रवाहकत्त्वचिकनी मांसपेशी ऊतक इस तथ्य में प्रकट होता है कि उत्तेजना विशेष विद्युत प्रवाहकीय संपर्कों (नेक्सस) के माध्यम से एक मायोसाइट से दूसरे तक फैलती है।

संपत्ति स्वचालनचिकनी पेशी इस तथ्य में प्रकट होती है कि यह तंत्रिका तंत्र की भागीदारी के बिना सिकुड़ सकती है, इस तथ्य के कारण कि कुछ मायोसाइट्स स्वचालित रूप से लयबद्ध रूप से दोहराई जाने वाली क्रिया क्षमता उत्पन्न करने में सक्षम हैं।

खनिज सभी जीवित ऊतकों का हिस्सा हैं। हालाँकि, ऊतकों की सामान्य कार्यप्रणाली न केवल उनमें कुछ खनिज लवणों की उपस्थिति से सुनिश्चित होती है, बल्कि उनके कड़ाई से परिभाषित अनुपात से भी सुनिश्चित होती है। खनिज जैविक तरल पदार्थों में आवश्यक आसमाटिक दबाव बनाए रखते हैं और शरीर में एसिड-बेस संतुलन की स्थिरता सुनिश्चित करते हैं आइए मुख्य खनिजों पर विचार करें।

पोटैशियममुख्यतः कोशिकाओं में पाया जाता है सोडियम- अंतरकोशिकीय द्रव में। शरीर के सामान्य कामकाज के लिए सोडियम और पोटेशियम कणों के एक कड़ाई से परिभाषित अनुपात की आवश्यकता होती है। इन आयनों का उचित अनुपात तंत्रिका और मांसपेशियों के ऊतकों की सामान्य उत्तेजना सुनिश्चित करता है। सोडियम निरंतर आसमाटिक दबाव बनाए रखने में महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है। मायोकार्डियम (हृदय के मांसपेशी ऊतक) में पोटेशियम की मात्रा कम होने से, हृदय का सिकुड़ा कार्य ख़राब हो जाता है। लेकिन पोटेशियम की अधिकता से हृदय की गतिविधि भी ख़राब हो जाती है। एक वयस्क के लिए दैनिक आवश्यकता: सोडियम - 4-6 ग्राम, पोटेशियम - 2-3 ग्राम।

कैल्शियमफास्फोरस लवण के रूप में हड्डियों का हिस्सा है। इसके आयन मस्तिष्क और कंकाल की मांसपेशियों की सामान्य गतिविधि सुनिश्चित करते हैं। रक्त का थक्का जमने के लिए कैल्शियम की उपस्थिति आवश्यक है। अतिरिक्त कैल्शियम हृदय संकुचन की आवृत्ति और शक्ति को बढ़ाता है, और शरीर में अत्यधिक उच्च सांद्रता हृदय गति रुकने का कारण बन सकता है। एक वयस्क की कैल्शियम की दैनिक आवश्यकता 0.7-0.8 ग्राम है।

फास्फोरससभी कोशिकाओं और अंतरालीय तरल पदार्थों का हिस्सा है। यह प्रोटीन, वसा, कार्बोहाइड्रेट और विटामिन के चयापचय में बड़ी भूमिका निभाता है। यह पदार्थ ऊर्जा युक्त पदार्थों का एक अनिवार्य घटक है। फॉस्फोरिक एसिड के लवण रक्त और अन्य ऊतकों के एसिड-बेस संतुलन की स्थिरता को बनाए रखते हैं। फास्फोरस के लिए एक वयस्क की दैनिक आवश्यकता 1.5-2 ग्राम है।

क्लोरीनयह शरीर में मुख्य रूप से सोडियम के संयोजन में पाया जाता है और गैस्ट्रिक जूस के हाइड्रोक्लोरिक एसिड का हिस्सा होता है। कोशिका के सामान्य कामकाज के लिए क्लोरीन आवश्यक है। एक वयस्क की क्लोरीन की दैनिक आवश्यकता 2-4 ग्राम है।

लोहाहीमोग्लोबिन और कुछ एंजाइमों का एक घटक है। ऑक्सीजन परिवहन प्रदान करते हुए, यह ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं में भाग लेता है। पुरुषों के लिए आयरन की दैनिक आवश्यकता 10 मिलीग्राम है, महिलाओं के लिए - 18 मिलीग्राम।

ब्रोमिनरक्त और अन्य ऊतकों में कम मात्रा में पाया जाता है। सेरेब्रल कॉर्टेक्स में निषेध को बढ़ाकर, यह उत्तेजना और निषेध की प्रक्रियाओं के बीच एक सामान्य संबंध को बढ़ावा देता है।

आयोडीन- थायराइड हार्मोन का एक आवश्यक घटक। शरीर में इस पदार्थ की कमी से कई कार्यों में बाधा उत्पन्न होती है। स्वस्थ वयस्कों के लिए दैनिक आयोडीन की आवश्यकता 0.15 मिलीग्राम (150 एमसीजी) है।

गंधककई प्रोटीन का हिस्सा है. यह कुछ एंजाइम, हार्मोन, विटामिन और अन्य यौगिकों में पाया जाता है जो चयापचय में महत्वपूर्ण भूमिका निभाते हैं। इसके अलावा, सल्फ्यूरिक एसिड का उपयोग लीवर द्वारा कुछ पदार्थों को बेअसर करने के लिए किया जाता है।

शरीर के सामान्य कामकाज के लिए, सूचीबद्ध पदार्थों के अलावा, मैग्नीशियम, जस्ता, आदि महत्वपूर्ण हैं, उनमें से कुछ (एल्यूमीनियम, कोबाल्ट, मैंगनीज, आदि) इतनी कम मात्रा में शरीर में शामिल होते हैं कि उन्हें कहा जाता है। सूक्ष्म तत्व विविध आहार आमतौर पर शरीर को सभी खनिजों की पूरी आपूर्ति करता है।

गतिशीलता सभी जीवन रूपों का एक विशिष्ट गुण है। कोशिका विभाजन के दौरान गुणसूत्रों के विचलन, अणुओं के सक्रिय परिवहन, प्रोटीन संश्लेषण के दौरान राइबोसोम की गति, मांसपेशियों के संकुचन और विश्राम के दौरान निर्देशित गति होती है। मांसपेशियों का संकुचन जैविक गतिशीलता का सबसे उन्नत रूप है। मांसपेशियों की गति सहित कोई भी गतिविधि, सामान्य आणविक तंत्र पर आधारित होती है।

मनुष्यों में मांसपेशी ऊतक कई प्रकार के होते हैं। धारीदार मांसपेशी ऊतक कंकाल की मांसपेशियों (कंकाल की मांसपेशियां जिन्हें हम स्वेच्छा से अनुबंधित कर सकते हैं) बनाते हैं। चिकनी मांसपेशी ऊतक आंतरिक अंगों की मांसपेशियों का हिस्सा है: जठरांत्र संबंधी मार्ग, ब्रांकाई, मूत्र पथ, रक्त वाहिकाएं। हमारी चेतना की परवाह किए बिना, ये मांसपेशियाँ अनैच्छिक रूप से सिकुड़ती हैं।

इस व्याख्यान में हम कंकाल की मांसपेशियों के संकुचन और विश्राम की संरचना और प्रक्रियाओं को देखेंगे, क्योंकि वे खेल की जैव रसायन के लिए सबसे बड़ी रुचि हैं।

तंत्र मांसपेशी में संकुचनअभी तक पूरी तरह से खुलासा नहीं किया गया है.

निम्नलिखित निश्चित रूप से ज्ञात है।

1. मांसपेशियों के संकुचन के लिए ऊर्जा का स्रोत एटीपी अणु हैं।

2. एटीपी हाइड्रोलिसिस मांसपेशियों के संकुचन के दौरान मायोसिन द्वारा उत्प्रेरित होता है, जिसमें एंजाइमेटिक गतिविधि होती है।

3. मांसपेशियों के संकुचन के लिए ट्रिगर तंत्र तंत्रिका मोटर आवेग के कारण मायोसाइट्स के सार्कोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों की एकाग्रता में वृद्धि है।

4. मांसपेशियों के संकुचन के दौरान, मायोफाइब्रिल्स की पतली और मोटी धागों के बीच क्रॉस ब्रिज या आसंजन दिखाई देते हैं।

5. मांसपेशियों के संकुचन के दौरान, पतले तंतु मोटे तंतुओं के साथ सरकते हैं, जिससे मायोफाइब्रिल्स और संपूर्ण मांसपेशी फाइबर छोटा हो जाता है।

मांसपेशियों के संकुचन के तंत्र की व्याख्या करने वाली कई परिकल्पनाएं हैं, लेकिन सबसे अधिक प्रमाणित तथाकथित है "स्लाइडिंग थ्रेड्स" या "रोइंग परिकल्पना" की परिकल्पना (सिद्धांत)।

आराम कर रही मांसपेशी में पतले और मोटे तंतु अलग-अलग अवस्था में होते हैं।

तंत्रिका आवेग के प्रभाव में, कैल्शियम आयन सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम के कुंडों को छोड़ देते हैं और पतले फिलामेंट प्रोटीन, ट्रोपोनिन से जुड़ जाते हैं। यह प्रोटीन अपना विन्यास बदलता है और एक्टिन का विन्यास बदलता है। परिणामस्वरूप, पतले तंतुओं के एक्टिन और मोटे तंतुओं के मायोसिन के बीच एक क्रॉस ब्रिज बनता है। इससे मायोसिन की ATPase गतिविधि बढ़ जाती है। मायोसिन एटीपी को तोड़ता है और, जारी ऊर्जा के कारण, मायोसिन सिर नाव के काज या चप्पू की तरह घूमता है, जिससे मांसपेशियों के तंतु एक-दूसरे की ओर फिसलने लगते हैं।

एक मोड़ लेने से धागों के बीच के पुल टूट जाते हैं। मायोसिन की एटीपीस गतिविधि तेजी से कम हो जाती है, और एटीपी हाइड्रोलिसिस बंद हो जाता है। हालाँकि, तंत्रिका आवेग के आगे आगमन के साथ, क्रॉस ब्रिज फिर से बनते हैं, क्योंकि ऊपर वर्णित प्रक्रिया फिर से दोहराई जाती है।

प्रत्येक संकुचन चक्र एटीपी के 1 अणु का उपयोग करता है।

मांसपेशियों का संकुचन दो प्रक्रियाओं पर आधारित होता है:

सिकुड़ा हुआ प्रोटीन का पेचदार कुंडलीकरण;

मायोसिन श्रृंखला और एक्टिन के बीच एक कॉम्प्लेक्स का चक्रीय रूप से दोहराव वाला गठन और पृथक्करण।

मांसपेशियों का संकुचन मोटर तंत्रिका की अंतिम प्लेट पर एक एक्शन पोटेंशिअल के आगमन से शुरू होता है, जहां न्यूरोहोर्मोन एसिटाइलकोलाइन जारी होता है, जिसका कार्य आवेगों को संचारित करना है। सबसे पहले, एसिटाइलकोलाइन एसिटाइलकोलाइन रिसेप्टर्स के साथ इंटरैक्ट करता है, जिसके परिणामस्वरूप सरकोलेममा के साथ एक एक्शन पोटेंशिअल का प्रसार होता है। यह सब Na + धनायनों के लिए सार्कोलेम्मा की पारगम्यता में वृद्धि का कारण बनता है, जो मांसपेशी फाइबर में चला जाता है, और सार्कोलेम्मा की आंतरिक सतह पर नकारात्मक चार्ज को निष्क्रिय कर देता है। सार्कोलेम्मा से जुड़ी सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम की अनुप्रस्थ नलिकाएं होती हैं, जिसके माध्यम से उत्तेजना तरंग फैलती है। ट्यूबों से, उत्तेजना तरंग वेसिकल्स और सिस्टर्न की झिल्लियों में संचारित होती है, जो उन क्षेत्रों में मायोफिब्रिल्स को जोड़ती है जहां एक्टिन और मायोसिन फिलामेंट्स परस्पर क्रिया करते हैं। जब एक संकेत सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम के सिस्टर्न में प्रेषित होता है, तो बाद वाला उनमें मौजूद सीए 2+ को छोड़ना शुरू कर देता है। जारी सीए 2+ टीएन-सी से बंधता है, जो गठनात्मक बदलाव का कारण बनता है जो ट्रोपोमायोसिन और फिर एक्टिन में संचारित होता है। ऐसा लगता है कि एक्टिन उस कॉम्प्लेक्स से पतले फिलामेंट्स के घटकों के साथ जारी किया गया था जिसमें यह स्थित था। इसके बाद, एक्टिन मायोसिन के साथ इंटरैक्ट करता है, और इस इंटरैक्शन का परिणाम आसंजन का निर्माण होता है, जो पतले फिलामेंट्स को मोटे फिलामेंट्स के साथ चलना संभव बनाता है।

बल की उत्पत्ति (छोटा करना) मायोसिन और एक्टिन के बीच बातचीत की प्रकृति से निर्धारित होती है। मायोसिन रॉड में एक गतिशील काज होता है, जिसके क्षेत्र में घूर्णन तब होता है जब मायोसिन का गोलाकार सिर एक्टिन के एक निश्चित क्षेत्र से जुड़ जाता है। यह ये मोड़ हैं, जो मायोसिन और एक्टिन के बीच बातचीत के कई क्षेत्रों में एक साथ होते हैं, जो एच-ज़ोन में एक्टिन फिलामेंट्स (पतले फिलामेंट्स) के पीछे हटने का कारण बनते हैं। यहां वे संपर्क करते हैं (अधिकतम लघुकरण पर) या यहां तक ​​कि एक-दूसरे को ओवरलैप करते हैं, जैसा कि चित्र में दिखाया गया है।

वी

चित्रकला। न्यूनीकरण तंत्र: ए- आराम की स्थिति; बी- मध्यम कमी; वी- अधिकतम कमी

इस प्रक्रिया के लिए ऊर्जा की आपूर्ति एटीपी के हाइड्रोलिसिस द्वारा की जाती है। जब एटीपी मायोसिन अणु के सिर से जुड़ जाता है, जहां मायोसिन एटीपीस का सक्रिय केंद्र स्थानीयकृत होता है, तो पतले और मोटे फिलामेंट्स के बीच कोई संबंध नहीं बनता है। परिणामी कैल्शियम धनायन एटीपी के नकारात्मक चार्ज को निष्क्रिय कर देता है, जिससे मायोसिन एटीपीस के सक्रिय केंद्र से निकटता को बढ़ावा मिलता है। परिणामस्वरूप, मायोसिन फॉस्फोराइलेशन होता है, यानी, मायोसिन ऊर्जा से चार्ज होता है, जिसका उपयोग एक्टिन के साथ आसंजन बनाने और पतले फिलामेंट को आगे बढ़ाने के लिए किया जाता है। पतले फिलामेंट के एक "कदम" आगे बढ़ने के बाद एडीपी और फॉस्फोरिक एसिड एक्टोमीओसिन कॉम्प्लेक्स से अलग हो जाते हैं। फिर एक नया एटीपी अणु मायोसिन सिर से जुड़ जाता है, और पूरी प्रक्रिया मायोसिन अणु के अगले सिर के साथ दोहराई जाती है।

मांसपेशियों को आराम देने के लिए एटीपी का सेवन भी आवश्यक है। मोटर आवेग की समाप्ति के बाद, Ca 2+ सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम के कुंडों में चला जाता है। टीएन-सी अपने से बंधे कैल्शियम को खो देता है, जिसके परिणामस्वरूप ट्रोपोनिन-ट्रोपोमायोसिन कॉम्प्लेक्स में गठनात्मक बदलाव होता है, और टीएन-आई फिर से एक्टिन के सक्रिय केंद्रों को बंद कर देता है, जिससे वे मायोसिन के साथ बातचीत करने में असमर्थ हो जाते हैं। संकुचनशील प्रोटीन के क्षेत्र में Ca 2+ सांद्रता सीमा से नीचे हो जाती है, और मांसपेशी फाइबर एक्टोमीओसिन बनाने की अपनी क्षमता खो देते हैं।

इन स्थितियों के तहत, स्ट्रोमा की लोचदार शक्तियां, संकुचन के समय विकृत हो जाती हैं, हावी हो जाती हैं और मांसपेशियां शिथिल हो जाती हैं। इस मामले में, डिस्क ए, ज़ोन एच और डिस्क I के मोटे धागों के बीच की जगह से पतले धागे हटा दिए जाते हैं, रेखाएँ अपनी मूल लंबाई प्राप्त कर लेती हैं, रेखाएँ Z एक दूसरे से समान दूरी पर दूर चली जाती हैं। मांसपेशियां पतली और लंबी हो जाती हैं।

हाइड्रोलिसिस दर एटीपीमांसपेशियों के काम के दौरान यह बहुत बड़ा होता है: 1 मिनट में प्रति 1 ग्राम मांसपेशी में 10 माइक्रोमोल तक। सामान्य भंडार एटीपीइसलिए, सामान्य मांसपेशी कार्य सुनिश्चित करने के लिए छोटा एटीपीइसे उसी दर पर बहाल किया जाना चाहिए जिस दर पर इसका उपभोग किया जाता है।

मांसपेशियों में आरामदीर्घकालिक तंत्रिका आवेग की समाप्ति के बाद होता है। इसी समय, सार्कोप्लाज्मिक रेटिकुलम टैंक की दीवार की पारगम्यता कम हो जाती है, और कैल्शियम आयन, कैल्शियम पंप की कार्रवाई के तहत, एटीपी की ऊर्जा का उपयोग करके, टैंक में चले जाते हैं। मोटर आवेग की समाप्ति के बाद रेटिकुलम टैंक में कैल्शियम आयनों को हटाने के लिए महत्वपूर्ण ऊर्जा व्यय की आवश्यकता होती है। चूँकि कैल्शियम आयनों का निष्कासन उच्च सांद्रता की ओर होता है, अर्थात। आसमाटिक प्रवणता के विपरीत, प्रत्येक कैल्शियम आयन को हटाने पर एटीपी के दो अणु खर्च होते हैं। सार्कोप्लाज्म में कैल्शियम आयनों की सांद्रता जल्दी से प्रारंभिक स्तर तक कम हो जाती है। प्रोटीन फिर से आराम की अवस्था की संरचना विशेषता प्राप्त कर लेते हैं।

कंकाल की मांसपेशी बनाने वाले लंबे, पतले मांसपेशी फाइबर कई अलग-अलग कोशिकाओं के संलयन से ओटोजेनेसिस के दौरान बनने वाली विशाल कोशिकाएं हैं। एक वयस्क में, वे 5 सेमी की लंबाई तक पहुंच सकते हैं! ऐसी कोशिका में कई नाभिक सीधे साइटोप्लाज्मिक झिल्ली के नीचे स्थित होते हैं, और साइटोप्लाज्म के मुख्य भाग में पूरे सेल (1-2 माइक्रोन मोटी) के साथ लम्बी मायोफिब्रिल्स होते हैं, जिसमें विशिष्ट अनुप्रस्थ धारियाँ होती हैं (चित्र 3)। मायोफाइब्रिल का यह "रंग" सरकोमेरेज़ द्वारा दिया जाता है, जिनमें से प्रत्येक में समानांतर, आंशिक रूप से ओवरलैपिंग फिलामेंट्स के दो सेट शामिल होते हैं: मोटी मायोसिन, जो एक अंधेरे धारी बनाती है और एक किनारे से दूसरे तक फैलती है, और पतली एक्टिन, क्षेत्र में पड़ी होती है प्रकाश धारी का और आंशिक रूप से अंधेरे धारियों के क्षेत्र में विस्तार (चित्र 4)। एक सर्कोमियर को Z-डिस्क द्वारा दूसरे से अलग किया जाता है।

चावल। 3. कंकाल मांसपेशी कोशिका (मांसपेशी फाइबर) के एक छोटे खंड का आरेख

चावल। 4. ए. खरगोश के कंकाल की मांसपेशी कोशिका (कम आवर्धन पर) के माध्यम से एक अनुदैर्ध्य खंड का इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ। नियमित अनुप्रस्थ धारियाँ दिखाई देती हैं। कोशिका में कई समानांतर मायोफिब्रिल होते हैं (चित्र 3 देखें)। बी. उसी फोटो का एक छोटा सा खंड: दो आसन्न मायोफिब्रिल्स के खंड और सार्कोमियर का विवरण दिखाया गया है। बी. एक व्यक्तिगत सरकोमियर की संरचना का आरेख, इलेक्ट्रॉन माइक्रोग्राफ में दिखाई देने वाली अंधेरे और हल्की धारियों की उत्पत्ति की व्याख्या करता है

साइटोप्लाज्म मायोफिब्रिल्स को एटीपी के रूप में ऊर्जा प्रदान करता है - कई माइटोकॉन्ड्रिया सक्रिय रूप से कार्य करने वाली मांसपेशियों में पाए जाते हैं। इसके अलावा, साइटोप्लाज्म में ग्लाइकोजन, फॉस्फोस्रीटाइन और ग्लाइकोलाइटिक एंजाइम होते हैं।

कंकाल की मांसपेशी एटीपी में संग्रहीत रासायनिक ऊर्जा को बहुत उच्च दक्षता के साथ यांत्रिक ऊर्जा में परिवर्तित करती है - केवल 30-50% गर्मी के रूप में नष्ट हो जाती है। (तुलना के लिए, गैसोलीन जलाने पर कार का इंजन आमतौर पर 80-90% गर्मी खो देता है।)

मांसपेशियों के संकुचन के दौरान, मायोसिन द्वारा एक्टिन बंधन के कारण, मोटे और पतले तंतु एक दूसरे के सापेक्ष खिसकते हैं (चित्र 5)।

चावल। 5. स्लाइडिंग फिलामेंट्स के सिद्धांत के अनुसार मांसपेशियों के संकुचन की प्रक्रिया को दर्शाने वाला आरेख: मोटे और पतले फिलामेंट्स अपनी लंबाई को बदले बिना एक दूसरे पर स्लाइड करते हैं

कैल्शियम आयन मांसपेशियों के संकुचन के शारीरिक नियामक के रूप में कार्य करते हैं। आराम करने पर, कैल्शियम आयनों के सक्रिय परिवहन की प्रणाली संचालित होती है, और वे एक प्रकार के भंडारण में जमा हो जाते हैं, जहां से वे तंत्रिका आवेग के प्रभाव में निकलते हैं, जिससे मांसपेशियों में संकुचन होता है।

कैल्शियम आयन परिवहन प्रणाली एटीपी की ऊर्जा का उपयोग करके संचालित होती है। मांसपेशियों में मौजूद एटीपी की मात्रा संकुचन तंत्र के कामकाज को एक सेकंड के विभाजन के लिए बनाए रखने के लिए पर्याप्त है। एक मांसपेशी लम्बे समय तक कैसे कार्य करती है? यह पता चला है कि ऊर्जा फॉस्फोस्रीटाइन या क्रिएटिन फॉस्फेट के रूप में मांसपेशियों में संग्रहीत होती है, जो सार्वभौमिक एटीपी की तुलना में अधिक उच्च-ऊर्जा फॉस्फेट समूहों को ले जा सकती है। फॉस्फोक्रिएटिन एटीपी को पुनर्स्थापित करता है, जिससे मांसपेशियों के संकुचन के लिए ऊर्जा मिलती है। हालाँकि, काम करने वाली मांसपेशियों में, फॉस्फोस्रीटाइन भंडार जल्दी से समाप्त हो जाते हैं, और इससे एटीपी सामग्री कम हो जाती है।

लंबे समय तक शारीरिक गतिविधि के साथ, मांसपेशियों को ग्लाइकोलाइसिस के माध्यम से ऊर्जा प्रदान की जाती है - एटीपी के रूप में ऊर्जा के संचय के साथ एंजाइमों की कार्रवाई के तहत कार्बोहाइड्रेट का टूटना। जब मांसपेशियों में क्रिएटिन भंडार समाप्त हो जाते हैं, तो मांसपेशियों के संकुचन का ऊर्जा चार्ज कम हो जाता है, जिसके परिणामस्वरूप ग्लाइकोलाइसिस, ट्राईकारबॉक्सिलिक एसिड चक्र और कामकाजी मांसपेशियों में ऑक्सीडेटिव फॉस्फोराइलेशन की उत्तेजना होती है।

ऑक्सीजन की अनुपस्थिति में, कार्बोहाइड्रेट अणु के टूटने से लैक्टिक एसिड (या लैक्टेट) के दो अणु और एटीपी के दो अणु उत्पन्न होते हैं। हालाँकि, यदि मांसपेशी ग्लाइकोजन का उपयोग ग्लाइकोलाइसिस के लिए किया जाता है, तो लैक्टेट के दो अणु और एटीपी के तीन अणु उत्पन्न होते हैं।

ग्लाइकोजन को मांसपेशियों और यकृत में संग्रहीत मुख्य आरक्षित पॉलीसेकेराइड माना जाता है। जब मांसपेशियों और यकृत में ग्लाइकोजन का स्तर कम होता है और रक्त में मुक्त ग्लूकोज मौजूद होता है, तो इसका उपयोग ग्लाइकोजन संश्लेषण के लिए किया जाता है। और, इसके विपरीत, जब शरीर को ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रियाओं के लिए ऊर्जा स्रोत की आवश्यकता होती है, तो ग्लाइकोजन का सफलतापूर्वक उपयोग किया जाता है।

शरीर की अन्य प्रणालियों की तुलना में मांसपेशीय प्रणाली सबसे अधिक विकसित होती है। मांसपेशियों के कार्य को सुनिश्चित करने के लिए, बड़ी मात्रा में ऊर्जा की आवश्यकता होती है, जिसे एक व्यक्ति क्रिएटिन फॉस्फेट (फॉस्फोस्रीटाइन), ग्लाइकोजन और ग्लूकोज के रूप में कार्बोहाइड्रेट और वसा से प्राप्त कर सकता है। ये तीन प्रकार के ऊर्जा वाहक उपयोग किए जाने पर जारी ऊर्जा की मात्रा में भिन्न होते हैं और उनमें से प्रत्येक कितने समय तक "ईंधन" स्रोत के रूप में काम कर सकता है। मांसपेशियों को ऊर्जा प्रदान करने का तंत्र इस प्रकार काम करता है (तालिका 2, 3)। यह सर्वविदित है कि लंबे समय तक गैर-गहन काम के दौरान, ऑक्सीडेटिव प्रक्रियाओं के दौरान वसा या कार्बोहाइड्रेट का उपयोग किया जाता है, और थोड़ी अधिक तीव्रता पर काम करते समय, एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस के तंत्र का उपयोग किया जाता है। बहुत तीव्र अल्पकालिक व्यायाम के दौरान, मांसपेशियों का काम फॉस्फेगन्स द्वारा सुनिश्चित किया जाता है। तदनुसार, प्रत्येक ऊर्जा स्रोत की अपनी ऊर्जा लागत होती है और इसका उपयोग कुछ शर्तों के तहत किया जाता है (तालिका 4)।

कार्बोहाइड्रेट के एरोबिक ऑक्सीकरण के लिए काम करने वाली मांसपेशियां, अन्य अंगों की तुलना में, बहुत बड़ी मात्रा में ऑक्सीजन की खपत करती हैं (तालिका 5)।

तालिका 2. मानव शरीर में ऊर्जा का भंडार 70 किलोग्राम वजन का होता है

तालिका 3. विभिन्न सब्सट्रेट्स और कैटोबोलिक मार्गों का उपयोग करके मानव कंकाल की मांसपेशियों की अधिकतम संभव शक्ति

तालिका 4. व्यायाम के दौरान विभिन्न स्रोतों से ऊर्जा उत्पादन की अधिकतम दर

ऊर्जा स्रोत	अधिकतम मांसपेशी गति	मांसपेशियों में मात्रा, ऊर्जा-समृद्ध फॉस्फेट बांड के गठन का mmol/kg, mmol/sec/kg	अधिकतम उत्पादन गति, किलो कैलोरी/घंटा/किग्रा	अधिकतम गति बनाए रखने का समय
क्रिएटिन फॉस्फेट
अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस
ग्लूकोज और ग्लाइकोजन का एरोबिक ऑक्सीकरण
एरोबिक ऑक्सीकरण		सीमित नहीं		सीमित नहीं

तालिका 5. आराम के समय और भारी काम के दौरान विभिन्न मानव अंगों द्वारा सापेक्ष ऑक्सीजन की खपत*

कंकाल की मांसपेशी टोन. आराम करने पर, काम के बाहर, मांसपेशियां कभी भी पूरी तरह से आराम नहीं करती हैं, लेकिन कुछ तनाव बरकरार रखती हैं, जिसे टोन कहा जाता है। बाह्य रूप से, यह मांसपेशियों की लोच में व्यक्त होता है। कंकाल की मांसपेशियों का स्वर व्यक्तिगत तंत्रिका आवेगों के मांसपेशियों में आगमन से जुड़ा होता है जो एक बड़े अंतराल के साथ एक दूसरे का अनुसरण करते हैं, बारी-बारी से विभिन्न मांसपेशी फाइबर को उत्तेजित करते हैं। ये आवेग रीढ़ की हड्डी के मोटर न्यूरॉन्स में उत्पन्न होते हैं, जिनकी गतिविधि मांसपेशियों में स्थित खिंचाव रिसेप्टर्स ("मांसपेशियों स्पिंडल") से ऊपरी केंद्रों और परिधि दोनों से निकलने वाले आवेगों द्वारा समर्थित होती है।

मनुष्यों में, मांसपेशियों की टोन को कुछ सीमाओं के भीतर मनमाने ढंग से नियंत्रित किया जा सकता है: अपनी इच्छा से, एक व्यक्ति मांसपेशियों को लगभग पूरी तरह से आराम दे सकता है या उन्हें कुछ हद तक तनावग्रस्त कर सकता है, हालांकि, बिना कोई हलचल किए।

मांसपेशियों का काम और ताकत.उत्तेजना की दी गई शक्ति पर किसी मांसपेशी के संकुचन (छोटा होने की डिग्री) का परिमाण उसके रूपात्मक गुणों और शारीरिक स्थिति दोनों पर निर्भर करता है। लंबी मांसपेशियां छोटी मांसपेशियों की तुलना में अधिक मात्रा में सिकुड़ती हैं। मांसपेशियों का मध्यम खिंचाव इसके संकुचन प्रभाव को बढ़ाता है, जबकि मजबूत खिंचाव मांसपेशियों के संकुचन को कमजोर करता है। यदि लंबे समय तक काम करने के परिणामस्वरूप मांसपेशियों में थकान विकसित हो जाती है, तो उसके संकुचन का परिमाण कम हो जाता है।

मांसपेशियों की ताकत मापने के लिए, वह अधिकतम भार निर्धारित करें जिसे वह उठाने में सक्षम है। यह बल बहुत बड़ा हो सकता है: उदाहरण के लिए, एक कुत्ता अपने जबड़े की मांसपेशियों के साथ अपने शरीर के वजन से 8.3 गुना अधिक भार उठा सकता है। किसी व्यक्ति की पिंडली की मांसपेशियों की ताकत का अंदाजा उसके कंधों पर रखे गए भार के आकार से लगाया जाता है, जिसके साथ वह अपने पैर की उंगलियों पर उठने में सक्षम होता है।

चावल। 6. विभिन्न मांसपेशियों की संरचना के प्रकार (ए.ए. उखटोम्स्की के अनुसार)।
ए - समानांतर तंतुओं वाली मांसपेशियां; बी - फ्यूसीफॉर्म मांसपेशी; बी - पेन्नेट मांसपेशी

एक मांसपेशी की ताकत, अन्य चीजें समान होने पर, उसकी लंबाई पर नहीं, बल्कि उसके क्रॉस-सेक्शन पर निर्भर करती है: मांसपेशी का शारीरिक क्रॉस-सेक्शन जितना बड़ा होगा, यानी। इसके सभी तंतुओं के क्रॉस सेक्शन का योग, उतना अधिक भार उठाने में सक्षम है। शारीरिक क्रॉस-सेक्शन केवल अनुदैर्ध्य रूप से स्थित तंतुओं वाली मांसपेशियों में ज्यामितीय एक के साथ मेल खाता है; तिरछे तंतुओं वाली मांसपेशियों में, तंतुओं के क्रॉस-सेक्शन का योग मांसपेशियों के ज्यामितीय क्रॉस-सेक्शन से काफी अधिक हो सकता है (चित्र 6)। इस कारण से, तिरछे तंतुओं वाली मांसपेशियों की ताकत समान मोटाई लेकिन अनुदैर्ध्य तंतुओं वाली मांसपेशियों की ताकत से काफी अधिक होती है। विभिन्न मांसपेशियों की ताकत की तुलना करने के लिए, मांसपेशियों की पूर्ण ताकत की गणना करने के लिए एक मांसपेशी द्वारा उठाए जा सकने वाले अधिकतम भार को उसके क्रॉस-सेक्शनल क्षेत्र से विभाजित किया जाता है। उदाहरण के लिए, मानव गैस्ट्रोकनेमियस मांसपेशी की पूर्ण शक्ति 5.9 किग्रा/सेमी2 है, कंधे की फ्लेक्सर मांसपेशी 8.1 है, मासेटर मांसपेशी 10 है, बाइसेप्स ब्राची मांसपेशी 11.4 है, ट्राइसेप्स ब्राची मांसपेशी 16.8 है, और चिकनी मांसपेशियां 1 हैं। किग्रा/सेमी 2.

स्तनधारियों और मनुष्यों की अधिकांश मांसपेशियों में पंख जैसी संरचना होती है। पेनेट मांसपेशी का शारीरिक क्रॉस-सेक्शन बड़ा होता है और इसलिए इसमें बहुत ताकत होती है।

मांसपेशियों के काम को उठाए गए भार के गुणनफल और मांसपेशियों के छोटा होने की मात्रा से मापा जाता है, यानी। किलोग्राम मीटर या ग्राम सेंटीमीटर में व्यक्त किया गया।

मायोग्लोबिन सामग्री के आधार पर, मांसपेशी फाइबर को लाल, सफेद और मध्यवर्ती में विभाजित किया जाता है। लाल रेशों को "धीमा" माना जाता है, और सफेद रेशों को "तेज" माना जाता है। कुछ वैज्ञानिकों का मानना ​​है कि जन्म के समय, मानव मांसपेशियाँ केवल "धीमे" तंतुओं से बनी होती हैं और उनमें से कुछ विकास के दौरान "तेज़" तंतुओं में बदल जाती हैं। अन्य लोग आश्वस्त हैं कि मांसपेशियों का स्थान, उनकी संरचना और कार्यों की विशेषताएं आनुवंशिक रूप से पूर्व निर्धारित हैं।

लाल रेशे मुख्य रूप से एरोबिक मोड में काम करते हैं, और सफेद रेशे ऑक्सीजन की कमी की स्थिति में काम करते हैं, यानी। उनमें विभिन्न चयापचय प्रक्रियाएं होती हैं। लाल रेशों का उपयोग आम तौर पर हल्के से मध्यम काम के लिए किया जाता है, जबकि सफेद रेशे बहुत गहन काम के दौरान उत्तेजक आवेगों के प्रवाह में उल्लेखनीय वृद्धि के बाद ही काम करना शुरू करते हैं। मध्यवर्ती रेशे लाल और सफेद दोनों रेशों के गुणों को बनाए रखते हैं और इन्हें "तेज़ लाल" भी कहा जाता है।

कुछ रेशों का प्रतिशत एथलीट की विशेषज्ञता निर्धारित करता है। एक नियम के रूप में, मुख्य रूप से लाल मांसपेशियों वाले लोग उन खेलों में बेहतर परिणाम प्राप्त करते हैं जिनमें अधिक सहनशक्ति की आवश्यकता होती है (तैराकी, साइकिल चलाना, मध्य और लंबी दूरी की दौड़, आदि)। अधिक सफेद मांसपेशी फाइबर वाले लोग शक्ति प्रशिक्षण में बेहतर होते हैं। उत्तरार्द्ध को इस तथ्य से भी समझाया गया है कि सफेद फाइबर अतिवृद्धि (मात्रा में वृद्धि) अधिक आसानी से होती है। हालाँकि, सब कुछ केवल प्रकृति द्वारा पूर्व निर्धारित नहीं है। ऐसे प्रशिक्षण कारक भी हैं जिन्हें कुछ विशेषज्ञ मांसपेशियों की संरचना को आकार देने में पसंद करते हैं।

मांसपेशियां शारीरिक गतिविधि के लिए कैसे "अभ्यस्त" होती हैं।प्रशिक्षण के दौरान, मांसपेशियों में ऊर्जा सब्सट्रेट के भंडारण और उपयोग के लिए तंत्र बनते हैं: क्रिएटिन फॉस्फेट, ग्लाइकोजन और वसा (ट्राइसाइलग्लिसराइड्स के रूप में)। मांसपेशियों में एटीपी और क्रिएटिन फॉस्फेट या फॉस्फेगन का भंडार बहुत छोटा है। फॉस्फेट को लगातार संश्लेषित किया जाता है (सफेद मांसपेशी फाइबर में क्रिएटिन फॉस्फेट सामग्री लगभग 30 μmol प्रति 1 ग्राम मांसपेशी गीले वजन होती है), लेकिन कुछ सेकंड से अधिक समय तक चलने वाले व्यायाम के दौरान तेजी से खपत होती है। ऊर्जा-गहन ग्लाइकोजन और ट्राईसिलग्लिसराइड्स मांसपेशियों के लिए "ईंधन" के अधिकांश आरक्षित स्रोत बनाते हैं।

गति और शक्ति प्रशिक्षण के प्रभाव में, सफेद मांसपेशी फाइबर में ग्लाइकोलाइटिक एंजाइमों की गतिविधि बढ़ जाती है और बड़ी मात्रा में ग्लाइकोजन बनता है, जो मांसपेशियों में कणिकाओं के रूप में जमा होता है, जिसके चारों ओर संबंधित एंजाइम स्थित होते हैं। मांसपेशियों की कोशिकाओं के बफर सिस्टम में भी परिवर्तन होते हैं: जैसे ही गहन कार्य के दौरान कोशिका के अंदर का पीएच बदलता है, यह तुरंत ग्लाइकोलाइसिस के लिए जिम्मेदार एंजाइमों के काम को प्रभावित करता है।

गहन व्यायाम के दौरान अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस द्वारा प्रदान किए जाने वाले कार्य की कुल मात्रा ग्लाइकोजन रिजर्व पर निर्भर करती है (प्रत्येक ग्लाइकोजन अणु के टूटने से 6.2 मोल एटीपी उत्पन्न होता है)। मांसपेशियों में ग्लाइकोजन भंडार का उपयोग हार्मोनल और तंत्रिका उत्तेजनाओं द्वारा शुरू होता है। इन हार्मोनों में से एक, एड्रेनालाईन, एटीपी पुनर्संश्लेषण के लिए ग्लाइकोजन के उपयोग की प्रक्रियाओं को महत्वपूर्ण रूप से सक्रिय कर सकता है।

प्रशिक्षण के प्रभाव में, मांसपेशियों में अवायवीय ग्लाइकोलाइसिस कई गुना बढ़ सकता है। इस प्रकार, कुछ आंकड़ों के अनुसार, प्रशिक्षित धावकों में पैर की मांसपेशियों में ग्लाइकोलाइसिस की प्रक्रिया दो हजार गुना बढ़ जाती है।

हालाँकि, एनारोबिक ग्लाइकोलाइसिस के कारण व्यक्ति केवल 2-3 मिनट ही व्यायाम कर पाता है। इसके बाद ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण की प्रक्रिया अनिवार्य रूप से शुरू हो जाती है।

लंबे समय तक काम करने से मुख्य पात्र लाल और मध्यवर्ती मांसपेशी फाइबर बन जाते हैं। इन मांसपेशियों की गतिविधि के लिए ऊर्जा पर्याप्त मात्रा में ऑक्सीजन की उपस्थिति में ऑक्सीडेटिव एंजाइमों की मदद से माइटोकॉन्ड्रिया (सफेद मांसपेशियों की तुलना में लाल मांसपेशी फाइबर कोशिकाओं में बहुत अधिक होती है) में उत्पन्न होती है।

ग्लाइकोजन, जो अल्पकालिक कार्य के दौरान सक्रिय रूप से उपयोग किया जाता है, दीर्घकालिक कार्य के दौरान (वसा के साथ) मुख्य अंतर्जात सब्सट्रेट है। ये दोनों प्रकार के "ईंधन", विशेष रूप से वसा, लाल और मध्यवर्ती फाइबर में भंडार के रूप में निहित हैं। उपभोग की गई ऑक्सीजन की प्रति इकाई ऊर्जा उत्पादन की दक्षता में वसा ग्लाइकोजन से कुछ हद तक कमतर हैं: उनके ऑक्सीकरण से 5.6 मोल एटीपी उत्पन्न होता है।

ऑक्सीडेटिव फास्फारिलीकरण के साथ, एक मांसपेशी केंद्रीय डिपो (यकृत से ग्लाइकोजन और वसा ऊतक से वसा) से ऊर्जा सब्सट्रेट प्राप्त कर सकती है और यहां तक ​​कि काम के दौरान बाहर से आने वाले ऊर्जा स्रोतों का भी उपयोग कर सकती है, उदाहरण के लिए, मैराथन दौड़ के दौरान कार्बोहाइड्रेट की खुराक - प्रकृति ने अतिरिक्त अवसर प्रदान किए हैं दीर्घकालिक कार्य के लिए.

खेल के उन प्रतिनिधियों के लिए जो धीरज के लिए प्रशिक्षण लेते हैं, यह दिलचस्प होगा कि कार्बोहाइड्रेट और वसा के एक साथ उपयोग से दीर्घकालिक और गहन मांसपेशियों के काम को सर्वोत्तम ऊर्जा प्रदान की जाती है। ऐसा प्रतीत होगा कि यहाँ किसी प्रकार का विरोधाभास है। आख़िरकार, कार्बोहाइड्रेट केवल 20-30 मिनट के गहन कार्य के लिए पर्याप्त हैं, और वसा का उपयोग अधिक समय तक किया जा सकता है। हालाँकि, मुद्दा यह है कि वसा और कार्बोहाइड्रेट का एक साथ उपयोग करने की तुलना में अकेले वसा का उपयोग ऊर्जा उत्पादन की आधी दर प्रदान करता है। और किए गए कार्य की तीव्रता इस पर निर्भर करती है। इस प्रकार, जैव रसायनविदों के अनुसार, एरोबिक परिस्थितियों में उच्च तीव्रता, दीर्घकालिक कार्य सुनिश्चित करने के लिए ग्लाइकोजन सबसे अच्छा "ईंधन" है। वैज्ञानिकों ने भार शुरू होने से पहले मांसपेशियों में ग्लाइकोजन सामग्री पर पूर्ण थकावट तक काम की अवधि की निर्भरता भी पाई है। हालाँकि, यदि भार 2-3 घंटे तक जारी रहता है, तो शरीर मांसपेशियों में संकुचन प्रदान करने के लिए ग्लाइकोजन और वसा दोनों का उपयोग करना शुरू कर देता है। वसा के टूटने पर स्विच करने पर काम करने की शक्ति कम हो जाती है। सबसे पहले ट्राईसिलग्लिसराइड्स का उपयोग किया जाता है, उसके बाद रक्त से आने वाले मुक्त फैटी एसिड का उपयोग किया जाता है।

स्ट्रेंथ स्पोर्ट्स और बॉडीबिल्डर में विशेषज्ञता रखने वाले एथलीट, निश्चित रूप से, कामकाजी मांसपेशी हाइपरट्रॉफी के मुद्दे में रुचि रखते हैं।

मांसपेशियों के व्यवस्थित गहन कार्य से मांसपेशियों के ऊतकों के द्रव्यमान में वृद्धि होती है। इस घटना को वर्किंग मसल हाइपरट्रॉफी कहा जाता है। हाइपरट्रॉफी मांसपेशी फाइबर के प्रोटोप्लाज्म के द्रव्यमान में वृद्धि पर आधारित है, जिससे उनका मोटा होना होता है। इसी समय, प्रोटीन और ग्लाइकोजन की मात्रा बढ़ जाती है, साथ ही ऐसे पदार्थ जो मांसपेशियों के संकुचन के लिए आवश्यक ऊर्जा की आपूर्ति करते हैं - एटीपी और क्रिएटिन फॉस्फेट। इसलिए, हाइपरट्रॉफाइड मांसपेशी की ताकत और संकुचन की गति गैर-हाइपरट्रॉफाइड मांसपेशी की तुलना में अधिक होती है।

प्रशिक्षित व्यक्तियों में मांसपेशी ऊतक द्रव्यमान में वृद्धि का मतलब है कि शरीर की मांसपेशियाँ शरीर के वजन का 50% (सामान्य 35-40% के बजाय) हो सकती हैं।

हाइपरट्रॉफी तब विकसित होती है जब कोई व्यक्ति प्रतिदिन लंबे समय तक मांसपेशियों का काम करता है जिसके लिए बहुत अधिक तनाव (शक्ति भार) की आवश्यकता होती है। बिना अधिक प्रयास के किया गया मांसपेशीय कार्य, भले ही वह बहुत लंबे समय तक चलता हो, मांसपेशीय अतिवृद्धि का कारण नहीं बनता है।

अल्पकालिक विस्फोटक कार्य के लिए स्नायु अतिवृद्धि बहुत महत्वपूर्ण है। यह इस तथ्य के कारण हो सकता है कि मानव मांसपेशियों में क्रिएटिन फॉस्फेट भंडार प्रति इकाई मांसपेशी द्रव्यमान की एक निश्चित मात्रा से अधिक नहीं बढ़ता है। इस प्रकार, मांसपेशियों का आकार बढ़ने से मांसपेशियों में इस ऊर्जा-खपत सब्सट्रेट की कुल मात्रा बढ़ाने में मदद मिलती है और तदनुसार, अधिकतम शक्ति कार्य को अधिक कुशलता से करने की क्षमता बढ़ जाती है।

कार्यशील अतिवृद्धि की विपरीत घटना निष्क्रियता से मांसपेशी शोष है। यह उन सभी मामलों में विकसित होता है जब कोई मांसपेशी किसी कारण से अपना सामान्य कार्य करने की क्षमता खो देती है, उदाहरण के लिए, प्लास्टर कास्ट में किसी अंग के लंबे समय तक स्थिर रहने के दौरान, रोगी के लंबे समय तक बिस्तर पर रहने के दौरान, जब टेंडन कट जाता है, जिसके परिणामस्वरूप मांसपेशी भार आदि के विरुद्ध कार्य करना बंद कर देती है।

शोष के साथ, मांसपेशियों के तंतुओं का व्यास और सिकुड़ा हुआ प्रोटीन, ग्लाइकोजन, एटीपी और सिकुड़ा गतिविधि के लिए महत्वपूर्ण अन्य पदार्थों की सामग्री तेजी से गिरती है। जब मांसपेशियों का सामान्य कार्य फिर से शुरू हो जाता है, तो शोष धीरे-धीरे गायब हो जाता है।

मांसपेशियों की थकान।मांसपेशियों के प्रदर्शन में अस्थायी कमी जो काम या प्रशिक्षण के परिणामस्वरूप होती है और आराम के बाद गायब हो जाती है, थकान से निर्धारित होती है।

यदि आप लंबे समय तक लयबद्ध विद्युत उत्तेजनाओं के साथ एक पृथक मांसपेशी को परेशान करते हैं, जिस पर एक छोटा भार निलंबित होता है, तो इसके संकुचन का आयाम धीरे-धीरे कम हो जाता है जब तक कि यह शून्य तक नहीं पहुंच जाता। इस प्रकार प्राप्त वक्र को थकान वक्र कहा जाता है।

थकान के दौरान संकुचन के आयाम में बदलाव के साथ-साथ संकुचन की गुप्त अवधि बढ़ जाती है और उत्तेजना कम हो जाती है। लेकिन ये सभी परिवर्तन मांसपेशियों के काम करना शुरू करने के तुरंत बाद नहीं होते हैं - एक निश्चित अवधि होती है जिसके दौरान संकुचन के आयाम में वृद्धि और मांसपेशियों की उत्तेजना में थोड़ी वृद्धि देखी जाती है। ऐसे में मांसपेशियां आसानी से खिंचने योग्य हो जाती हैं। ऐसे मामलों में, वे कहते हैं कि मांसपेशियों पर "काम किया गया" है, यानी। एक निश्चित लय और उत्तेजना की ताकत पर काम करने के लिए अनुकूलित होता है। लंबे समय तक जलन के साथ, मांसपेशी फाइबर में थकान होती है।

यह मांसपेशियों में चयापचय उत्पादों (विशेष रूप से, ग्लाइकोजन के टूटने के दौरान बनने वाले लैक्टिक एसिड) के संचय के कारण हो सकता है, जिसका मांसपेशी फाइबर के प्रदर्शन पर निराशाजनक प्रभाव पड़ता है। इनमें से कुछ उत्पाद, साथ ही पोटेशियम आयन, तंतुओं से पेरीसेल्यूलर अंतरिक्ष में फैल जाते हैं और क्रिया क्षमता उत्पन्न करने के लिए उत्तेजक झिल्ली की क्षमता पर निराशाजनक प्रभाव डालते हैं।

इसके अलावा, मांसपेशियों में थकान का विकास उसमें ऊर्जा भंडार की क्रमिक कमी से प्रभावित होता है।

ऊपर वर्णित सभी बातें एक पृथक मांसपेशी पर लागू होती हैं। आखिरकार, शरीर में काम करते समय, मांसपेशियों को लगातार रक्त की आपूर्ति की जाती है और इसलिए, एक निश्चित मात्रा में पोषक तत्व (ग्लूकोज, अमीनो एसिड) प्राप्त होते हैं और चयापचय उत्पादों से मुक्त होते हैं जो मांसपेशी फाइबर के सामान्य कामकाज को बाधित करते हैं। मुख्य अंतर यह है कि शरीर में रोमांचक आवेग तंत्रिका से मांसपेशियों तक आते हैं। न्यूरोमस्कुलर जंक्शन मांसपेशियों के तंतुओं की तुलना में बहुत पहले थक जाता है, और इसलिए तंत्रिका से मांसपेशियों तक उत्तेजना के संचरण को अवरुद्ध करके मांसपेशियों को लंबे समय तक काम करने के कारण होने वाली थकावट से बचाता है। पूरे जीव में, न्यूरोमस्कुलर कनेक्शन से पहले भी, तंत्रिका केंद्र काम के दौरान थक जाते हैं।

लंबे समय तक भार उठाने के काम के बाद किसी व्यक्ति की बांह की थकी हुई मांसपेशियों की कार्यक्षमता को बहाल करने में तेजी लाई जा सकती है, अगर आराम के दौरान, दूसरे हाथ या निचले अंगों के साथ काम किया जाए।

करने के लिए जारी