Файл: Методические рекомендации по психологической профилактике и коррекциии в мчс россии москва 2016 2.pdf

78
Мышечное волокно – структурная единица скелетных мышц, которая представляет собой удлиненную, цилиндрическую многоядерную клетку.
Мотонейроны – эфферентные нейроны, переносящие информацию из
ЦНС к скелетным мышцам, расположены в передних рогах серого вещества спинного мозга (Сапин и др., 1993).
Различают:
альфа-мотонейроны – обеспечивающие сокращение мышцы;
гамма-мотонейроны – обеспечивающие растяжение мышц, регулируя их длину.
Функциональным элементом нервно-мышечной системы является
двигательная единица – комплекс, состоящий из мотонейрона, его аксона и группы мышечных волокон, иннервируемых этим аксоном (рис. 50).
Рис. 50 Двигательная единица
Аксон мотонейрона из спинного мозга проходит в составе периферических нервов до мышцы, внутри которой разветвляется на множество концевых веточек. Каждая концевая веточка заканчивается на одном мышечном волокне, образуя нервно-мышечный синапс. Импульсы, идущие по аксону мотонейрона, активируют все иннервируемые им мышечные волокна. Поэтому двигательная единица функционирует как единое морфофункциональное образование.
Двигательная единица содержит разное количество мышечных волокон: от 10-20 в мелких мышцах, выполняющих точные и тонкие движения, до нескольких сот в крупных мышцах, выполняющих грубые движения и несущие антигравитационную нагрузку (Николаев, 2003).
6.1. Скелетные мышцы. Строение и функции
В состав мышечной системы человека входят около 400 скелетных мышц и у взрослого человека они составляют 40% массы тела.
Скелетные мышцы включают в себя: поверхностные и глубокие мышцы спины, мышцы, действующие на суставы плечевого пояса, собственные мышцы груди, диафрагму, мышцы живота, шеи, головы, плечевого пояса, свободной верхней и нижней конечности, таза.
Скелетные мышцы прикрепляются к костям скелета и приводят их в движение. Кроме того, скелетные мышцы участвуют в образовании полостей тела: ротовой, грудной, брюшной, таза. Также скелетные мышцы участвуют в движении слуховых косточек.
мотонейрон
нервно-мышечное
соединение

79
Скелетные мышцы способны очень быстро сокращаться, и очень быстро расслабляться, а при интенсивной деятельности они довольно быстро утомляются. В результате сократительной деятельности скелетных мышц осуществляется поддержание позы человека, перемещение частей тела относительно друг друга, передвижение человека в пространстве (Сапин и др., 1993).
Ниже в таблице представлены характеристики и функции основных групп скелетных мышц (Таблица 1)
Таблица 1
Характеристика основных групп скелетных мышц
Группа
Основные мышцы
Функции
Мышцы
головы
- жевательные
- мимические жевательная, височная, наружная, внутренняя, крыловидная, круговые мышцы рта и глаз, щечные, надчерепные приводят в движение нижнюю челюсть; открывают и закрывают рот, глаза, изменяют выражение лица; речевая артикуляция
Мышцы шеи
-
поверхностные
и глубокие
подкожная грудинно- ключичная, лестничная поддерживают и приводят в движение голову, шею; опускают нижнюю челюсть; поднимают первое и второе ребро
Мышцы
спины трапециевидная, широчайшая, ромбовидная приводят в движение лопатки, голову, шею, руки, ребра при дыхании; поддерживают вертикальное положение тела
Мышцы груди большая и малая грудные, передняя зубчатая, наружные и внутренние межреберные приводят в движение плечевой пояс, ребра при дыхании
Мышцы
живота косые, поперечная и прямая
(брюшной пресс), диафрагма приводят в движение туловище
(наклоны вперед и в стороны); дыхательные движения
Мышцы
конечностей
- верхние
- нижние
бицепс, трицепс, дельтовидная, подлопаточная, мышцы предплечья и кисти большая седалищная, двуглавая мышца бедра, икроножная, трехглавая мышца голени, мышцы стопы приводят в движение руки и ноги
Скелетная мышца имеет сложное строение и способна сокращаться
(укорачиваться) под влиянием нервного импульса.
Структурной и функциональной единицей скелетной мышцы является мышечное волокно, длина которого зависит от размеров мышцы и составляет

80 от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Толщина волокна различна – 10-100 микрометров.
Мышечное волокно представляет собой мышечную клетку – миоцит, имеющую длинную фурму и почти полностью заполненную параллельно расположенными нитевидными структурами
–
миофибриллами, обеспечивающими сокращение мышцы.
Между миофибриллами располагается саркоплазматическая сеть, содержащая большое количество кальция, необходимого для сокращения мышцы.
Мышечное волокно обладает тремя основными свойствами:
- возбудимость – способность отвечать на действия раздражителя генерацией потенциала действия;
- проводимость – способность проводить волну возбуждения вдоль всего волокна в обе стороны от точки раздражения;
- сократимость – способность сокращаться или изменять напряжение при возбуждении (Покровский, Коротько, 1997
).
Выделяют два вида мышечных волокон скелетных мышц: быстрые и медленные.
- медленные мышечные волокна – красные – характеризуются низкой скоростью сокращения, но при этом могут выполнять длительную непрерывную работу. Связано это с тем, что для их сокращения не требуется большого расходования молекул аденозинтрифосфорной кислоты (АТФ), для энергетического питания им вполне хватает обычного кислородного окисления (клеточное дыхание).
Данный тип волокон содержит большое количество белка миоглобина, благодаря которому происходит окрашивание волокон в красный цвет. Также миоглобин используется для транспортировки кислорода внутри волокна от поверхности к митохондриям.
Медленные мышечные волокна участвуют в движениях, не требующих значительных усилий, например, в поддержании позы.
- быстрые мышечные волокна – белые – выполняют высокоскоростные движения, которые характеризуются большой или взрывной силой, однако утомляются они значительно раньше, чем красные.
Белые мышечные волокна имеют большой диаметр, в них содержится большое количество гликогена
(сложный углевод, являющийся энергетическим резервом организма). Данный тип волокон потребляет большое количество энергии, и ему необходимо такое же быстрое восполнение АТФ, обеспечить которую может только гликолиз
(расщепление глюкозы с выделением АТФ и молочной кислоты), для него не требуется доставка кислорода к митохондриям, и доставку от них к мышечным волокнам.
Из-за гликолитического пути питания белые мышечные волокна устают очень быстро, так как идет накопление в них молочной кислоты, которая повышает кислотность среды, вызывает усталость мышцы и в конечном итоге останавливает ее работу.

81
Таким образом, за одно мышечное сокращение оба типа волокон производят одинаковую работу, однако белые клетки делают это значительно быстрее (Сапин и др., 1993).
В среднем человек имеет примерно 40% медленных (красных) и 60 % быстрых (белых) волокон. Однако, мышцы выполняя различные функции, могут значительно отличаться друг от друга составом волокон. Например, мышцы, выполняющие большую статическую работу (икроножная мышца), часто обладают большим количеством медленных волокон, а мышцы, совершающие в основном динамические движения (бицепс), имеют большое количество быстрых волокон.
Снаружи мышца покрыта соединительно-тканной оболочкой – фасцией, которая образуя футляр для мышцы, отграничивает их друг от друга, и устраняет трение мышц друг об друга. К костям мышца прикрепляются с помощью сухожилий. Сухожилия состоят из плотной волокнистой соединительной ткани и обладают высокой прочностью, но в отличие от мышц не обладают сокращением (рис. 51) (Федюкович, 2003).
Рис. 51 Строение скелетной мышцы
Скелетные мышцы иннервируются соматическим отделом нервной системы. К каждой мышце подходит один или несколько нервов, проникающих в ее толщу и разветвляющихся на множество мелких отростков, которые достигают мышечных волокон. Нервы содержат чувствительные и двигательные нейроны. По чувствительным нейронам передаются импульсы от рецепторов кожи, мышц, сухожилий, суставов в центральную нервную систему, которая регулирует любые двигательные акты (ходьба, бег, пищевые движения и т. д.), а также длительное напряжение мышц – тонус, поддерживающий определенное положение тела
фасция
кость
сухожилие
брюшко скелетной мышцы
пучки мышечных волокон
мышечное волокно
клетки поперечно - полосатой
мышечной ткани

82 в пространстве. По двигательным нейронам проводятся импульсы от спинного мозга к мышце, в результате чего мышца сокращается. Таким образом, деятельность мышц носит рефлекторный характер. Мышечный рефлекс может запускаться с раздражения рецепторов, находящихся в самой мышце или в сухожилиях, либо с раздражения зрительных, слуховых, обонятельных, осязательных рецепторов (Гайворонский, Ничипорук,
Гайворонский, 2011).
Движения в суставах обеспечиваются как минимум двумя мышцами, действующими противоположно друг другу. Мышцы, действующие совместно в одном направлении и вызывающие сходный эффект, называются
синергистами, а совершающие противоположно направленные движения –
антагонистами.
Сокращение и расслабление различных групп мышц происходит в определенном порядке и с определенной силой. Такая согласованность движений называется координацией движений и осуществляется нервной системой (Покровский, Коротько, 1997).
6.2. Передача возбуждения в нервно-мышечном синапсе
Возбуждение мышечного волокна (или нескольких мышечных волокон, составляющих мышцу) возникает в результате передачи возбуждения с нервного волокна на мембрану мышечного волокна в местах контакта нерва и мышцы – в нервно-мышечных синапсах.
Нервно-мышечный синапс является самым простым из всех существующих в организме человека синапсов. В его образовании участвуют тонкие, свободные от миелина разветвления аксона мотонейрона и иннервируемые этими окончаниями волокна скелетной мышцы (рис. 52).
Основные этапы передачи возбуждения в нервно-мышечном
синапсе:
1. Возбуждение мотонейрона, распространение потенциала действия на пресинаптическую мембрану.
2. Повышение проницаемости пресинаптической мембраны для ионов кальция, ток кальция в клетку, повышение концентрации кальция в пресинаптическом окончаниии.
3. Слияние синаптических пузырьков с пресинаптической мембраной в активной зоне, экзоцитоз, поступление медиатора в синаптическую щель.
4. Диффузия ацетилхолина к постсинаптической мембране, присоединение его к Н-холинорецепторам, открытие хемозависимых ионных каналов.
5. Преобладающий ионный ток натрия через хемозависимые каналы, образование надпорогового потенциала концевой пластинки.
6. Возникновение потенциалов действия на мышечной мембране.
7. Ферментативное расщепление ацетилхолина, возвращение продуктов расщепления в окончание нейрона, синтез новых порций медиатора.
Проведение возбуждения через синапс имеет ряд особенностей: нервно-мышечный синапс передает возбуждение в одном направлении: от

83 нервного окончания к постсинаптической мембране мышечного волокна и в этом проведении возбуждения участвует химический посредник.
Таким образом, в процессе передачи возбуждения с нерва на мышечные волокна выделяют три последовательных процесса:
1. электрический – включает достижение нервным импульсом концевой веточки аксона, деполяризацию и повышение проницаемости ее мембраны, выделение ацетилхолина в синаптическую щель;
2. химический – основу которого составляет диффузия медиатора ацетилхолина к постсинаптической мембране и образование на ней его комплекса с холинорецептором;
3. электрический – включает увеличение ионной проницаемости постсинаптической мембраны, возникновение локального электрического потенциала (потенциала концевой пластинки), развитие потенциала действия мышечного волокна.
Рис. 52 Нервно-мышечный синапс
Итак, человеческий организм представляет собой уникальную, сложную конструкцию, в которой все процессы протекают только благодаря слаженной совместной работе всех его систем. При этом нормальная деятельность любой структуры организма не возможна без управляющего влияния нервной системы. Она обеспечивает точную регуляцию и взаимосвязь всех жизненных процессов, происходящих в клетках, тканях, органах и в организме в целом, а также обеспечивает взаимодействие организма как единого целого с окружающей средой.
пресинаптические
окончания
мотонейрон
мышечное
волокно
нервно-мышечный
синапс
миелин
аксон
концевая
пластинка

84
Глава 7. Общая характеристика функциональных состояний.
7.1 Основные подходы к определению функционального состояния
и методы их оценки
В предыдущих главах мы рассмотрели теоретические основы психофизиологии, методы психофизиологического исследования, познакомились со строением и функционированием основных систем организма: нервной, сердечно-сосудистой, дыхательной, сенсорной, нервно- мышечной.
В данной главе мы рассмотрим понятие «функциональное состояние», познакомимся с основными подходами и методами к определению и оценке функционального состояния основных систем организма, а также и методы их оценки.
Известно, что эффективность профессиональной деятельности на 65% обусловлена функциональным состоянием организма. Таким образом, работа в условиях воздействия интенсивной профессиональной нагрузки определяет необходимость совершенствования подходов к оценке функционального состояния организма с точки зрения «биосоциальной платы» или «цены адаптации», то есть функциональных резервов организма и «платы» за выполнение той или иной деятельности (Казначеев, 1980).
Понятие «функциональное состояние» первоначально возникло и получило развитие в физиологии и использовалось преимущественно для характеристики деятельности отдельных органов, физиологических систем или организма в целом. Основным содержанием физиологических исследований в области функциональных состояний был анализ мобилизационных возможностей и энергетических затрат работающего организма. Затем физиологи начали использовать слово «состояние» для характеристики определенным образом организованных относительно устойчивых на том или ином отрезке времени взаимоотношений элементов
(или компонентов) систем любой степени сложности (от нейрона до организма) и динамического взаимодействия этих систем со средой. Однако необходимость изучения состояний работающего человека расширила рамки традиционного содержания этого понятия и сделала его также предметом психологического и психофизиологического анализа. В связи с этим задачи изучения взаимообусловленности функциональных состояний и эффективности выполнения деятельности, с позиций физиологии, психологии и психофизиологии, определения наиболее адекватных способов диагностики и понимания механизмов их регуляции, продиктованы нуждами самой практики (Апчел, Цэган, 1999).
Несмотря на интенсивное изучение вопросов, связанных с пониманием и оценкой функциональных состояний, общепринятых определений основных понятий, которыми оперируют специалисты в этой области, на сегодняшний день не существует. Проблема функциональных состояний человека в труде, физиологии, психофизиологии, психологии, педагогике,

85 различных областях медицины занимает в настоящее время центральное место (Апчел, Цэган, 1999).
Существует несколько подходов к определению и оценке функциональных состояний, однако, мы остановимся на трех из них, которые являются составной частью единого подхода, применяемого специалистами
МЧС России.
1. Эргономический подход
Данного подхода придерживаются ученные, занимающиеся непосредственным изучением профессиональной деятельности человека.
Так, В. И. Медведев определяет функциональное состояние «как комплекс характеристик функций и качеств, обусловливающих выполнение трудовой деятельности» (Медведев, Леонова, 1981).
Согласно эргономическому подходу интегральный показатель оценки функционального состояния – это эффективность и продуктивность деятельности, а снижение результативности деятельности рассматривается как признак ухудшения функционального состояния. Эффективность выполнения деятельности измеряется числом необходимых трудовых действий, точностью и скоростью их выполнения. Однако, одинаково хорошие результаты при выполнении могут быть достигнуты за счет разных энергетических затрат организма, с разной степенью мобилизации физиологических функций. В связи с этим деятельность характеризуется
продуктивностью, которую следует отличать от ее эффективности.
Продуктивность деятельности заметно падает с утомлением, так как энергетические траты для выполнения того же самого задания растут, тогда как эффективность на начальной стадии утомления может еще не ухудшаться. Эффективность и продуктивность являются самостоятельными характеристиками деятельности. Чем выше эффективность и чем меньше энергетические затраты организма, тем выше его коэффициент полезного действия, то есть продуктивность деятельности. При одной и той же эффективности выполнения задания биологическая цена энергетических затрат может быть различной. Длительное сохранение высокого уровня активации в период после завершения выполнения задания рассматривается как показатель более высокой цены адаптации по сравнению с быстрым возвращением активации к исходному уровню, предшествующему выполнению задания (Карпов, Конева, Маркова, 2014).
Исходя из данной теории, виды функциональных состояний по отношению к деятельности делятся на два класса:
- состояние адекватной мобилизации, когда все системы организма работают оптимально и соответствуют требованиям деятельности. Если деятельность для организма адекватна его возможностям, то функциональное состояние полностью соответствует степени напряженности;
- состояние динамического рассогласования, при котором различные системы организма не полностью обеспечивают его деятельность и работают на излишне высоком уровне траты энергетических ресурсов. Если нагрузка