Бұлшық ет биомеханикасы. Хилл теңдеуі. Бұлшық ет жиырылуын моделдеу. Электромеханикалық түйінделу

Тақырыбы: Бұлшық ет биомеханикасы. Хилл теңдеуі. Бұлшық ет жиырылуын моделдеу. Электромеханикалық түйінделу.

Мақсаты:  Хилл теориясының мәнін түсіну және Хилл моделінің ұлпаның механикалық қасиеттерін сипаттауы. “Жылулық қуаттың” сипаттамасын,  тиімді және толық қуат,  бұлшық ет жиырылуының моделденуін оқып үйрену.

Оқытудың міндеті: 

Бұлшық ет жиырылуының биофизикасын оқып үйрену. Бұлшық ет құрылымын түсіну.

Тақырыптың негізгі сұрақтары:

1. Бұлшық ет жиырылуының биофизикасы
2. Көлденең –жолақты бұлшық еттің құрылымы
3. Ауыспалы жіптер моделі
4. Бұлшық еттің изотоникалық және изометрлік жиырылуы
5. Бұлшық еттің биомеханикасы
6. Хилл теңдеуі  (орыс тілінде талқылау)
7. Электромеханикалық түйінделу.

Оқыту әдісі – Шағын топпен жұмыс

Ақпараттық-дидактикалық бөлім

Адам мен жануарлар  бұлшық еттің көмегімен қозғалысқа түседі. Қозғалыс белсенділігінің түрлері өте көп: әртүрлі бұлшық еттердің жиырылуы, жаспырақтардың қозғалысы, жасушалардың бөлінуі және т.б.. Олардың бәрінің жалпы қасиеті химиялық энергияны (АТФ гидролизі) механикалық энергияға айналдырады. Ақуыздық құрылымдар (миозин, актин, не кинезин және тубулин)  АТФ гидролизіне және күштң генерациялауға қатысады. Бұлшық еттің қозғалу белсенділігінің реттеуші кальций болып табылады. Бұлшық еттің биомеханикалық қасиеттеріне жиырылғыштық, серпімділік, қаттылығы, беріктік және релаксация жатады. Жиырылғыштық – қозу кезінде бұлшық еттің жиырылу қасиеті. Сол кезде бұлшық ет қысқарады да тарту күші пайда болады.

Серпімділік қасиеті деформацияланған күшті жойғаннан кейін бастапқы ұзындығына алып келу қабілетін көрсетеді. Бұлшық ет созылған кезде серпімді деформацияның энергиясы пайда болады. Қаттылық – түсірілген күштерге қарсы тұру қабілетін көрсетеді. Қаттылық коэффициенті сыртқы күш әсерінен қалпына келтіру күшінің бұлшықет ұзындығының өсуіне қатынасы ретінде анықталады.

[pic 2]

Қаттылыққа кері шама бұлшықеттің икемділігі болып табылады, ол сыртқы күштің әсерінің өзгерген кезде бұлшықеттің қаншалықты созылатынын көрсетеді. Мысалы, білектің  иілуінің икемділігі 1 мм/Н-ге тең. Бұлшық еттің беріктігі бұлшық ет жыртылғандағы созатын күштің шамасымен бағаланады. Сол кездегі күштің шамасы 0,1-ден 0,3- ке Н/мм2 дейін болады.

Релаксация - бұлшықеттің тұрақты ұзындығымен тарту күшінің біртіндеп төмендеуінде көрінетін бұлшық еттің қасиеті. Релаксация, мысалы, жоғары секіру кезінде, егер терең дем алғанда кезінде спортшы кідіртсе, көрінеді. Үзіліс неғұрлым ұзақ болса, серпіліс күші мен секіру биіктігі соғұрлым аз болады. Бұлшықет жиырылуының биофизикасының міндеті-күш генерациясының молекулалық механизмдерін анықтау, химиялық энергияны механикалық энергияға айналдыру, осы үдерістерді реттеу механизмі, сонымен қатар созылу және сығылу кезінде байқалатын биологиялық заттардың (бұлшықеттер, сүйектер) қасиеттерін зерттеу (Гук заңы [pic 3]). Бұл бағытта көлденең-жолақты бұлшық етті зерттеуді алуға болады (1-сурет). Қаңқа бұлшық етінің бір граммын алып қарастырсақ, оның 0.1 граммын актиндер мен миозиндер құрайды. Хаксли мен Хансон жасаған ауыспалы жіптер теориясы олардың бұлшық еттің жиырылуы кезіндегі өзара әсер механизмін түсіндіреді. Олар бір бірімен бұлшық ет жасушасында параллель орналасады. Осыған сәйкес көлденең –жолақты бұлшық ет актин және миозин филаменттерінің өзара орналасуымен сипатталады.