Двигательные единицы

Любое мышечное волокно иннервируется только от одного мо­тонейрона. В то же время один мотонейрон иннервирует группу мы­шечных волокон, вместе с которыми он образует двигательную еди­ницу. Она является наименьшей функциональной единицей мотор­ной системы. В разных мышцах двигательные единицы сильно отли­чаются по количеству мышечных волокон. Так, например, в глазо­двигательных мышцах на один нейрон приходится около десятка мышечных волокон, в двигательных единицах мелких мышц руки их около сотни, а в крупных мышцах конечностей и туловища - более тысячи на один мотонейрон. Малые единицы характерны для мышц, с помощью которых совершаются точные, хорошо координирован­ные движения, тогда как большие преобладают в массивных мыш­цах, таких например, как мышцы спины.

В зависимости от скорости развития максимальной силы сокра­щения, а также от быстроты утомления различают три типа двига­тельных единиц: 1) быстрый, утомляемый тип; 2) медленный, мало утомляемый и 3) быстрый, мало утомляемый -этот тип является про­межуточным: мышечные волокна сокращаются немного медленней, чем 1), а устают почти так же мало, как 2). В большинстве мышц представлены все три типа двигательных единиц, но в разном соот­ношении, которое варьирует от одного человека к другому. В спор­тивной физиологии людей с относительно большим процентом бы­стрых волокон относят к спринтерам, а обладателей большего, чем в среднем, процента медленных волокон - к стайерам. У всех людей при старении процент быстрых волокон уменьшается.

Волокна быстрых двигательных единиц относительно меньше снабжаются кровью и поэтому имеют бледно-красный цвет. Они пред-назначены для мощных быстрых сокращений в течение короткого времени, поскольку быстро утомляются, не поспевая из-за относи­тельно малого кровоснабжения окислять глюкозу до конечных про­дуктов. Волокна медленного типа обеспечены обильной сетью кро­веносных капилляров, что придаёт им тёмно-красный цвет. И, хотя они сокращаются медленнее, зато способны очень долго работать без утомления. Развиваемая ими сила составляет от 1 до 10% от силы быстрых волокон.

Тела мотонейронов двигательных единиц медленного типа име­ют наименьшие размеры и самый низкий порог возбуждения, поэто­му только они могут активироваться слабыми входными сигналами. Мотонейроны быстрых двигательных единиц, напротив, являются самыми крупными и, чтобы возбудить их, нужны самые сильные сти­мулы. Поэтому медленные двигательные единицы используются при любых движениях, а быстрые - только в тех случаях, когда понадо­бится большая сила сокращающихся мышц. Так, например, при стоя­нии или спокойной ходьбе сокращение мышц обеспечивает менее, чем половина всех двигательных единиц - здесь сила мышечного сокращения составляет около 20% от максимальной. Для того, что выполнить прыжок, может потребоваться максимальная сила: в та­ком случае понадобится активация мотонейронов быстрых двигатель­ных единиц.

Таким образом, сила мышечных сокращений может регулиро­ваться количеством активированных двигательных единиц. Такой механизм регуляции называется рекрутированием.