- «средние», или тип 2а;
- «быстрые», или тип 2b.
Тип 1 - Медленные (тонические) мышечные волокна расположены в глубоких слоях мышц конечностей. Они красного цвета, так как в них присутствует миоглобин и цитохромовые пигменты. Клетки медленных мышечных волокон содержат много митохондрий, а саркоплазматический ретикулум развит слабо, содержание гликогена невелико. Окислительные волокна медленного сокращения (тип I) вовлечены в процессы длительного тонического сокращения и поддерживают концентрацию внутриклеточного кальция на относительно высоком уровне (100-300 нМ).
Медленные волокна обеспечивают длительное сокращение мышцы, это используется для поддержания позы.
Тип 2а - плохо растущие и слабо сокращающиеся волокна. Их очень мало содержится в мышцах.
Тип 2b - Быстрые мышечные волокна располагаются в поверхностных слоях мышц конечностей. Их клетки белого цвета, так как миоглобина и цитохромовых пигментов мало или нет совсем. Клетки быстрых мышечных волокон содержат мало митохондрий, саркоплазматический ретикулум хорошо развит, имеется множество гликогеновых гранул. Быстрые волокна обеспечивают немедленное быстрое сокращение мышц, когда кровеносная система еще только приспосабливается к новому уровню мышечной активности. Гликолитические волокна быстрого сокращения используются для внезапных, взрывных сокращений и характеризуются краткими высокоамплитудными неустойчивыми и низкими концентрациями Ca2+.
Быстрые мышечные волокна очень быстро устают, и тогда, когда необходимо наибольшее усилие, посылая импульсы, подключают к работе другие. Работая с волокнами этого типа, можно быстро нарастить мышечную массу, поскольку они увеличиваются за счет размеров актина и миозина.
У обычных людей «медленных» и «быстрых» волокон в мышечных тканях содержится в равных долях. Однако у тех, кто занимается определенными видами спорта, идет резкое отклонение, что приводит к преобладанию у них того или иного типа волокна.
Мышечное сокращение - совокупность процессов, изменяющих механическое состояние мышцы, проявляется в укорочении мышцы и развитии ею механического напряжения.
Основой сократительной деятельности мышцы является одиночное мышечное сокращение, возникающее в ответ на нервный импульс. Общее время одиночного мышечного сокращения составляет доли секунды и зависит от функционального состояния мышцы. Продолжительность мышечного сокращения уменьшается при умеренной работе и возрастает при утомлении. Одиночное мышечное сокращение изолированного волокна в условиях постоянной температуры подчиняется закону “всё или ничего”
Между потенциалом действия мышцы и началом одиночного мышечного сокращения имеется кратковременный промежуток - скрытый период сокращения, во время которого потенциал действия распространяется по всей мышце. При этом из саркоплазматического ретикулума происходит выделение Ca2+ в пространство между сократительными протофибриллами (нитями), изменяется эластичность мышцы. В конце скрытого периода сокращения в самой мышце протекают механохимические реакции активации сократительных элементов, результатом которых является изотоническое или изометрическое мышечное сокращение.
Изотоническим называется такое мышечное сокращение, при котором мышца свободно укорачивается. При изометрическом мышечном сокращении длина мышцы остается постоянной и меняется лишь напряжение. В организме в нормальных условиях в чистом виде изотоническое и изометрическое мышечные сокращения не наблюдается.
Поперечнополосатые мышцы имеют два важнейших механических свойства, определяющих характер мышечного сокращения. Первое свойство известно как - взаимоотношение длина-сила (длина-напряжение) мышцы, то есть для каждой мышцы может быть найдена длина, при которой она развивает максимальную силу (напряжение).
Второе свойство мышц - взаимосвязь силы и скорости мышечного сокращения: чем тяжелее груз, тем медленнее подъем, и чем больше приложенная сила, тем меньше скорость укорочения мышцы. При очень большой нагрузке мышечное сокращение становится изометрическим, и скорость сокращения равна нулю. Без нагрузки скорость сокращения наибольшая. В организме условия для осуществления той или иной формы мышечной деятельности не всегда оптимальны по параметрам “длина-напряжение” и “сила - скорость”. Поэтому при осуществлении того или иного вида мышечного сокращения в результате деятельности ЦНС селективно отбирается количество быстрых и медленных нейромоторных единиц.
Мышечное сокращение может быть вызвано одним нервным импульсом. Для возникновения мышечного сокращения гладкой мышцы требуется ритмическая стимуляция.
Скорость связывания Са2+ гладкой мышцей в десять раз меньше, чем в поперечнополосатой. В состоянии покоя основная часть Са2+ в мышечном волокне депонируется в саркоплазматическом ретикулуме. Он представляет собой защитную систему внутриклеточных трубочек и цистерн, окружающих каждую миофибриллу. В механизмах мышечного сокращения особую роль играет та часть ретикулума, которая расположена в области Z-пластинки.
При мышечном сокращении возбуждение мембраны мышечного волокна передается внутрь по канальцам Т-системы, стенки которых содержат заряженные частицы и приводят электрический сигнал. Из саркоплазматического ретикулума под влиянием электрического сигнала, поступившего в Т-систему, выходят Са2+ и немедленно вступают во взаимодействие с тропонином, вследствие чего система тропонин-тропомиозин утрачивает способность тормозить взаимодействие актина с миозином (тропонин и тропомиозин - это белки- регуляторы, препятствующие взаимодействию актина и миозина). АТФ-аза миозина активируется актином при участии при участии ионов магния. Энергия для мышечного сокращения освобождается активизированной АТФ-азой актомиозина, гидролизующей АТФ на АДФ и фосфат. При этом освобождается большое количество энергии. Прекращение возбуждения ведет к снижению концентрации Са в межфибриллярном пространстве вследствие активного поглощения Са мембранами саркоплазматического.
Энергия для активного поглощения Са2+ высвобождается при расщеплении АТФ. Этот процесс по времени совпадает с теплопродукцией в фазу расслабления мышечного волокна.
3. Инстинкт и динамический стереотип. Трудность переделки стереотипа. Педагогическая проблема при ошибках в воспитании и обучении
Инстинкт - совокупность врождённых тенденций и стремлений, выражающихся в форме сложного автоматического поведения (упрощенно -- врождённая форма поведения). В узком смысле совокупность сложных наследственно обусловленных актов поведения, характерных для особей данного вида при определённых условиях [3].
Инстинкты составляют основу поведения животных. У высших животных инстинкты подвергаются модификации под влиянием индивидуального опыта. Общепринятого определения инстинкта не разработано до сих пор. Некоторые проблемы, в том числе применимость термина «инстинкт» к человеку, носят дискуссионный характер
Динамический стереотип - устойчивая система условных рефлексов, формируемая в центральной нервной системе в результате много кратного повторения условных раздражителей самого разного порядка в заданной последовательности и через определенные промежутки времени. (Условные рефлексы приобретаются в процессе обучения, производственного опыта, и др.).
Динамический стереотип в процессе труда проявляет себя как система двигательных условных рефлексов. Поэтому его часто называют двигательным или рабочим динамическим стереотипом. Состояние его характеризует уровень работоспособности человека.
Организм приспосабливается к стереотипно повторяющимся внешним воздействиям выработкой системы реакций. Динамический стереотип -физиологическая основа многих явлений психической деятельности человека, например, навыков, привычек, приобретенных потребностей и др. Комплекс динамических стереотипов представляет собой физиологическую основу устойчивых особенностей поведения личности.
Динамический стереотип является выражением особого принципа работы мозга - системности. Этот принцип состоит в том, что на сложные комплексные воздействия среды мозг реагирует не как на ряд отдельных изолированных раздражителей, а как на целостную систему. Внешний стереотип - закрепленная последовательность воздействий отражается во внутреннем нервно-динамическом стереотипе. Внешними стереотипами являются все целостные предметы и явления (они всегда представляют определенную совокупность признаков): привычная обстановка, последовательность событий, уклада жизни и т.д.
Стереотип трудно вырабатывается, но если он выработан, то поддержание его не требует значительного напряжения корковой деятельности, многие действия при этом становятся автоматическими. Динамический стереотип является основой образования привычек у человека, формирования определенной последовательности в трудовых операциях, приобретения умений и навыков.
Ходьба, бег, прыжки, катание на лыжах, игра на рояле, пользование при еде ложкой, вилкой, ножом, письмо -- все это навыки, в основе которых лежит образование динамических стереотипов в коре больших полушарий.
Образование динамического стереотипа лежит в основе режима дня каждого человека. Стереотипы сохраняются долгие годы и составляют основу человеческого поведения. Стереотипы, возникшие в раннем детском возрасте, очень трудно поддаются переделке.
Ломка привычного стереотипа всегда является тяжелым нервным напряжением (субъективно это выражается в тоске, унынии, нервозности, раздражительности и т.п.). Как ни сложна ломка старого стереотипа, новые условия формируют новый стереотип (поэтому он и назван динамическим).
В результате многократного функционирования он все более и более закрепляется и в свою очередь становится все более трудноизменяемым.
Динамические стереотипы особенно устойчивы у пожилых людей и у лиц со слабым типом нервной деятельности, с пониженной подвижностью нервных процессов.
Привычная система действий, вызывая облегчение нервного труда, субъективно ощущается в виде положительных эмоций. “Процессы установки стереотипа, довершения установки, поддержки стереотипа и нарушений его и есть субъективно разнообразные положительные и отрицательные чувства”.
Различные условные рефлексы постоянно взаимодействуют друг с другом. Если раздражители повторяются в определенном порядке, то между ними формируется взаимосвязь, характеризующаяся стереотипной последовательностью возникновения ответных реакций. При этом рефлексы соответствуют не столько данному раздражителю, сколько месту раздражителя в последовательной цепи их.
Стереотип внешних проявлений реакций в виде секреции или движения был назван И. П. Павловым динамическим стереотипом или функциональной системностью. Термин «динамический» подчеркивает функциональный характер этого стереотипа (формирование и закрепление его только после соответствующих упражнений, возможность его переделки, угасание при длительных перерывах, ухудшение при утомлении, сильных эмоциях, заболеваниях и пр.). Динамический стереотип в отношении сенсорных условных рефлексов ярко проявляется при пищевых рефлексах.
Например, если в опытах на собаке применять в течение длительного времени систему положительных и отрицательных условных раздражителей, чередуя их через определенные интервалы времени в строгой последовательности, то это фиксируется нервной системой. Каждому раздражителю, примененному на строго фиксированном для него в стереотипе месте, в соответствии с законом силы раздражителя, соответствует определенная величина ответной реакции (Э. А. Асратян, П С. Купалов и др.). Стереотип может выявляться при замене всех условных раздражителей одним из них, обычно средней силы. Этот раздражитель, примененный в стереотипе вместо других условных раздражителей этого стереотипа, вызывает ответы, величина которых соответствует ответам на замененные раздражители. На месте же отрицательного раздражителя положительный сигнал вызывает очень слабую условную (в частности, слюноотделительную) реакцию.
В двигательной деятельности спортсмена стереотип проявляется, например, в последовательности фаз сложных гимнастических, тяжелоатлетических и других стандартно выполняемых движений.
Переделка стереотипа в некоторых случаях представляет для нервной системы трудный процесс. Чтобы выработать новый стереотип, необходимо сначала угасить старый. Но хорошо закрепленный стереотип трудно подается угашению и может проявляться вновь при возникновении условий, которым он соответствовал.
Динамический стереотип может быть связан не только с отдельными вегетативными или двигательными функциями, но и с целостней деятельностью организма, режимом жизни человека. Формирование таких динамических стереотипов имеет большое значение для человека. Социальная среда, воздействующая на него, - быт, учеба, работа, как правило, в течение более или менее длительного времени остается относительно постоянной (домашний и рабочий режимы, их темп и др.).