Роль кальция в сокращении мышц

Содержание
  1. Роль кальция в сокращении мышц
  2. 1.Микроциркуляция при мышечной деятельности
  3. 2.Гипокинезия
  4. 3.Мозг и организация движений
  5. Кальций / Calcium (Ca) зачем он нужен организму, и какие у него свойства
  6. Роль и значение кальция для организма человека
  7. Дефицит кальция. Почему он возникает и как проявляется
  8. Симптомы дефицита кальция
  9. К чему приводит избыток кальция
  10. Причины избытка кальция
  11. Симптомы избытка и недостатка кальция, последствия
  12. кальция в продуктах
  13. Усвояемость кальция
  14. Кому противопоказан приём кальция
  15. Плюсы и минусы применения кальция
  16. Кальций может помочь в борьбе с лишним весом
  17. Кальций (Ca)
  18. Биологическая роль кальция
  19. Основные функции кальция в организме
  20. Пищевые источники кальция
  21. Дефицит кальция
  22. Последствия дефицита кальция
  23. Избыток кальция
  24. Суточная потребность в кальции
  25. Кальций
  26. Биологическая роль кальция
  27. Основные функции кальция в организме:
  28. Основные факторы, приводящие к дефициту кальция в организме:
  29. Последствия дефицита кальция:
  30. Основные причины:
  31. Последствия:
  32. Суточная потребность в кальции: 1000 мг у мужчин и 1200 мг у женщин 
  33. Механизм мышечного сокращения роль ионов кальция
  34. Физиологические свойства
  35. Механизм мышечного сокращения волокна
  36. Этапы сокращения
  37. Ионы кальция
  38. Физиология процесса
  39. Ресинтез АТФ

Роль кальция в сокращении мышц

Роль кальция в сокращении мышц

5

ТЕМА: ФИЗИОЛОГИЯ МЫШЦ.

ЦЕЛЬ. Изучить механизм сократительной деятельности мышц.

ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ ВОПРОСЫ

1.Классификация Форм мышечной деятельности (тонические, ритмические, тетанические сокращения).

2.Раздражители мышц (изменение геометрии, нервные импульсы, химические и биологически активные вещества).

3.Характеристика одиночного мышечного сокращения.

4.Сокращения мышц в условиях естественной активности. Работа моторных единиц.

5.Суммация мышечных сокращений как основа тетанусов.

6.Механизм сокращения и расслабления мышц Физиологическая характеристика мышечного аппарата (Т – система, сократительные и модуляторные белки; энергообеспечение сокращения). Схема сокращения и расслабления мышц.

7.Работа мышц. Зависимость работы от нагрузки

8.Физиологические особенности гладких мышц.

ПРАКТИЧЕСКИЕ РАБОТЫ

Работа 1. Запись и анализ электромиограммы мыщц предплечья.

Оборудование: регистрирующий прибор (электрокардиограф), электроды, гантели массой 2 , 3 и 5 кг.

Методика. Красный и желтый электроды наложить на мышцы предплечья одной руки так, чтобы они не соприкасались друг с другом. Рука находится в полусогнутом положении,не касаясь туловища. Заземляющий электрод расположить на правой ноге или другой руке.

Коммутатор электрокардиографа поставить в положение « 1 отведение». Записать электромиограмму при расслабленном состоянии мышц предплечья и при удержании груза массой 2, 3 и 5 кг. Продолжительность записи 5секунды.

Скорость лентопротяжки установить 50 мм/ с.

В полученных электромиограммах рассчитать амплитуду и частоту, данные занести в таблицу 1.

Таблица 1

Импульсная активность мышц предплечья при различной величине удерживаемого груза

Величина удерживаемого груза( в кг)Суммарная амплитуда импульсной активностиИзменение амплитуды в сравнении с контролемКоличество импульсов за 5секундИзменение количества импульсов в сравнении с контролем
Контроль (без нагрузки)
2
3
5

При оформлении выводов по работе ответить на следующие вопросы.

  1. При каких условиях возникает электрическая активность скелетных мышц?

  2. Как зависит частота и амплитуда ЭМГ от развиваемого усилия?

  3. Какова роль потенциала действия в мышечном сокращении?

Работа 2. Анализ электромиограммы, записанной при различных условияхмышечной активности.

Оснащение. Планшеты с электромиограммами

Задание. Оценить характер электромиограммы( по частоте и амплитуде) при различных условиях регистрации, обозначенных на планшете.

При оформлении протокола ответить на вопросы:

1.Почему изменяется амплитуда и частота ЭМГ икроножной мышцы при длительном стоянии?

2. Как изменяется электрическая активность мышц при развитии утомления?

Работа 3. Динамометрия. Расчет индекса относительной силы и определение уровня физического здоровья по Г. Д. Апанасенко(1988).

Оснащение. Кистевой динамометр.

Методика. Определяем силу мышц правой и левой кисти. По наибольшей силе рассчитываем индекс относительной силы (ИОС). ИОС = динамометрия (наибольшая, в кг) / масса тела (кг) х 100% .

По величине ИОС оцениваем уровень физического здоровья.

ОЦЕНКА УРОВНЯ ФИЗИЧЕСКОГО ЗДОРОВЬЯ

(по Г.Л.Апанасенко, 1988 г.)

Показатель:Уровень здоровья
Индекс относительной силыНизкийНиже среднегоСреднийВыше среднегоВысокий
Женщины40 и меньше41 – 5051 – 5556 – 6061 и больше
Мужчины60 и меньше61 – 6566 – 7071 – 8081 и больше

При оформлении выводов по работе сделать рекомендации по результатам оценки физического здоровья.

1.Какие мышечные белки и почему называют «сократительными» и «модуляторными»?

2.Каково значение саркоплазматического ретикулума (СПР) в мышечном сокращении?

3.Роль потенциала действия в мышечном сокращении.

4.Роль ионов кальция в мышечном сокращении.

5.Что происходит в мышечном волокне после выхода кальция из (СПР)?

6.Почему при работе скелетных мышц выделяется много тепла?

7.В какой последовательности будут наблюдаться различные виды мышечных сокращений, если увеличивать частоту раздражения от 1 до 100 импульсов в секунду?

8.Чтотакое «пластический тонус» гладких мышц?

9.Чем отличается иннервация поперечно-полосатых и гладких мышц?

10.Отличаются ли моторные единицы скелетных мышц спринтера от стайера?

ТЕМЫ ДЛЯ РЕФЕРАТИВНЫХ СООБЩЕНИЙ.

1.Микроциркуляция при мышечной деятельности

План реферата.

1Анатомо-физиологические особенности микроциркуляторного русла.

2.Микроциркуляция в скелетных мышцах.

  • Микроциркуляторное русло в скелетных мышцах.
  • Васкуляризация красных и белых волокон.
  • Состояние микроциркуляции при рабочей гиперемии скелетных мышц.
  • Проницаемость микрососудов скелетной мышцы при рабочей гиперемии.

3.Состояние системы микроциркуляции у спортсменов.

  • Особенности микроциркуляции у спортсменов различных специализаций.
  • Реакция системы микроциркуляции у спортсменов на физическую нагрузку.

4.Заключение.

Литература.

Козлов В.И., Тупицын И.О. /В.И.Козлов, И.О.Тупицин. – М.,1982.

2.Гипокинезия

План реферата.

1.Изменение газообмена, биоэнергетики, тканевого дыхания при гипоконезии.

  • Общий обмен при гипокинезии.
  • Внешнее дыхание при гипокинезии.
  • Структурные и функциональные изменения легких при гипокинезии.

2.Изменения сердечно-сосудистой системы при гипокинезии.

  • Изменение массы сердца при гипокинезии.
  • Изменение функции сосудистой системы при гипокинезии.
  • Общая характеристика гемодинамики при длительной гипокинезии.

3.Изменение мышечной массы при гипокинезии.

4.Изменение костной системы при гипокинезии.

5.Заключение.

Литература.

Коваленко Е.А., Гуровский Н.Н. Гипокинезия /Е.А.Коваленко, Н.Н.Гуровский.-М.,1980.

3.Мозг и организация движений

План реферата.

1.Характеристика скелетно-мышечного аппарата.

  • Скелет – пассивная часть двигательной системы.
  • Структура мышц.
  • Сенсорное обеспечение двигательного аппарата.
  • Организация мотонейронного пула.

2.Общие принципы управления биомеханической структурой.

  • Управление по абсолютному положению.
  • Управление по скорости.
  • Управление по ускорению.

3.Механизм ориентационных движений и позы.

  • Вестибуло – глазодвигательная координация.
  • Механизм регуляции позы.
  • Поддержание равновесия.

4.Заключение.

Литература.

Батуев А.С. Мозг и организация движений / А.С.Батуев, О.П.Таиров. – Л.,1978.

Задачи по теме « Физиология мышц»

Задача 1.

Длительность периода укорочения мышцы при одиночном сокращении равна 0,03 с, а период расслабления 0,04 с. Определить вид сокращения этой мышцы при частоте раздражения 10 гц.

Эталон ответа.

Длительность одиночного сокращения мышцы составляет 0,07 с. Интервал между соседними раздражениями = 1с : 10 = 0, 1 с. Каждое последующее раздражение будет поступать к мышце когда её одиночное сокращение, вызванное предыдущим раздражением , уже завершилось. Следовательно, при частоте раздражения 10 гц мышца будет сокращаться по типу одиночных сокращений.

Задача 2

Назовите основные процессы, протекающие во время латентного периода при изометрическом одиночном сокращении мышечного волокна.

Эталон ответа.

Во время латентного периода при изометрическом одиночном сокращении в условиях прямого раздражения мышечного волокна происходят следующие процессы:

-распространение возбуждения по поверхностной мембране и по системе поперечных трубочек мышечного волокна;

-выход ионов кальция из цистерн саркоплазматического ретикулума и диффузия их в межфибриллярное пространство;

-образование связи миозиновой головки с актиновым центром и образование актомиозинового комплекса;

Задача 3

В результате утомления в волокнах мышцы уменьшилось содержание АТФ. Как и почему это скажется на одиночном сокращении?

Эталон ответа.

В результате утомления в волокнах мышцы уменьшилось содержание АТФ. Длительность одиночных сокращений увеличится за счёт удлинения фазы расслабления вследствие нарушения работы кальциевого насоса саркоплазматического ретикулума. Амплитуда одиночного сокращения уменьшится вследствие нарушения процесса фосфорилирования миозина.

Задача 4.

Под влиянием ионов йода в мыщечных волокнах понижается активность кальциевого насоса СПР. Как и почему это скажется на длительности и амплитуде одиночных сокращений мышцы?

Эталон ответа.

Длительность и амплитуда одиночных сокращений мышцы увеличится, так как в её волокнах удлинится период существования актомиозинового комплекса вследствие медленного снижения концентрации кальция в межфибриллярном пространстве.

Задача 5.

Как изменится характер электромиограммы, если в мышце увеличится число одновременно возбужденных волокон?

Задача 5.

Как изменится характер электромиограммы, если в мышце увеличится число одновременно возбужденных волокон?

Эталон ответа.

На ЭМГ увеличится амплитуда суммарных ПД, отводимых от мышцы.

Задача 6.

Как изменится характер ЭМГ, если увеличится частота ПД, которые возникают в отдельных нейро-моторных единицах?

Эталон ответа

Увеличится частота и амплитуда ПД, отводимых от мышцы.

Литература

  1. Физиология человека. Учебник для студентов мед. вузов / под ред. В.М. Смирнова М.; Медицина, 2001.-С. 82 – 94.

  2. Основы физиологии человека. Учебник для высших учебных заведений в 2-х томах / под ред. Б.И.Ткаченко – СПб, 1994. — т.1-С. 146 168.

  3. Физиология человека / под ред. Г.И.Косицкого — М.; Медицина, 1985 –С. 45 – 64.

  4. Физиология человека. В 4-х томах / под ред., Р.Ф.Шмидта и Г Тевса – М.; Мир,1986- т.1 –С. 50 –77.

,

  1. Общий курс физиологии человека и животных. В 2-х томах /под ред. А.Д.Ноздрачева – Высшая школа, 1991 – т.1 – С.36 –69.

6 .Курс лекций по нормальной физиологии . В 2-х частях /под ред. – Пермь,2002 – ч. 1 — – С. – 20 – 25.

7. Начала физиологии: Учебник для вузов / Под ред. акад. А.Д. Ноздрачева – СПб Издательство «Лань», 2001. – С .93 – 133.

  1. Физиология человека. В 3-х томах. Пер. с англ. /под ред.Р. Шмидта и Г. Тевса.-М Мир, 1966 – т.1 — С. 69 — 87.

5

Источник: studfile.net

Источник: https://naturalpeople.ru/rol-kalcija-v-sokrashhenii-myshc/

Кальций / Calcium (Ca) зачем он нужен организму, и какие у него свойства

Роль кальция в сокращении мышц

Кальций в организме человека выступает в качестве минерального электролита, отвечающего за перенесение электрических зарядов, которые растворены в жидкостях, включая кровь. У минерала высокая химическая активность.

В чистом виде этот элемент не встречается, но он содержится в большом количестве в качестве соединения с другими веществами в земной коре, в живых организмах.
В человеческом организме это самый распространенный минерал, его содержание примерно 1-1,2 кг.

99% минерала содержится в костях и зубах, остальной процент участвует в других процессах, происходящих в организме, к примеру, в процессе сокращения мышц, выброса гормонов.

Роль и значение кальция для организма человека

Основная функция кальция в организме человека – поддержание жесткости костей, то есть опорная функция. Однако это не единственная польза от минерала в организме, он также принимает непосредственное участие:

  • в сокращении мышц;
  • в возбудимости нервных тканей;
  • способствует выведению вредных веществ из организма;
  • принимает участие в активизации гипофиза;
  • предотвращает процесс накопления вредного холестерина;
  • в свертываемости крови;
  • помогает правильной работе половых желез и надпочечников;
  • влияет на проницаемость мембран;
  • участвует в работе щитовидной и поджелудочной железы.

Не последнюю роль кальций играет в работе сердечной мышцы. Также помогает предотвратить появление депрессии и избавляет от симптомов стресса.

Дефицит кальция. Почему он возникает и как проявляется

Минерал сильно вымывается из организма вследствие употребления кофе. Большое потребление жиров и щавелевой кислоты, злаковых культур, в которых присутствует фитиновая кислота, также отрицательно сказываются на количестве кальция в организме.

Помимо этого, некоторые заболевания и состояния ухудшают усвояемость кальция и способствуют его дополнительному выведению. В группе риска находятся:

  • Женщины в период менопаузы и во время ПМС. В таком состоянии снижается функция половых гормонов, возрастает количество прогестерона в организме, который способствует выведению минерала из организма.
  • Пожилой возраст. Примерно до 25 лет, минерал накапливается в организме, затем находится в стабильно одинаковом объеме и уже в пожилом возрасте начинает постепенно выводиться быстрыми темпами.
  • Склонны к сильной утрате кальция бодибилдеры. Стремительный рост мышечной массы требует дополнительного расхода кальция.

Еще один фактор – наличие гормонозависимых заболеваний. Гормональные препараты, независимо от того, натуральные они или синтетические, снижают уровень кальция в организме.

Симптомы дефицита кальция

К самым первым признакам недостатка минерала в организме относят ломкость ногтей, кариес зубов и плохое состояние волос. К другим  признакам относят:

  • бессонница;
  • тахикардия;
  • тяжелая беременность;
  • гипертонический криз;
  • мышечные судороги;
  • проблемы с концентрацией внимания;
  • снижение памяти.

Вначале организм старается компенсировать дефицит за счет собственных запасов. Но со временем они иссякают, и начинается развитие остеопороза, появляются проблемы со свертываемостью крови.

К чему приводит избыток кальция

Повышенное количество кальция в организме встречается крайне редко. Такое возможно если человек сильно увлекается пищевыми добавками с этим минералом. Это может привести к следующим проблемам:

  • мышечная слабость;
  • сонливость;
  • аритмия;
  • уменьшение массы тела;
  • боли в костях и суставах;
  • депрессия.

У некоторых людей наблюдается рвота и отсутствует аппетит. Некоторые мучаются от того, что не могут сконцентрироваться.

Причины избытка кальция

Помимо увлечения кальцийсодержащими препаратами, к избытку минерала могут привести и другие причины:

  • Гиперпаратиреоз. При таком заболевании паратиреоидного гормона становится слишком много, а он отвечает за количество кальция в крови.
  • Увлечение витамином Д, который усиливает всасываемость кальция. Однако чтобы достичь избытка минерала, придется несколько месяцев подряд пить витамин Д в дозах, которые превышают потребность организма хотя бы в 2 раза.
  • Болезни костей. Имеются ввиду патологии, связанные с разрушением костной массы, к примеру, болезнь Педжета.
  • Малоподвижный образ жизни, а точнее, это касается лиц, прикованных к кровати.

На фоне онкологических заболеваний нередко возникают проблемы с удержанием в норме кальция. В особенности это касается тех лиц, у которых рак яичников, почек или легких.

Симптомы избытка и недостатка кальция, последствия

Симптомы избытка кальция в организме редко проявляются. Возможно появление запоров, рвоты и ноющей боли в животе, снижение аппетита. Может наблюдаться обезвоживание организма, сопровождающееся постоянной жаждой. Однако последствия длительного дефицита могут обернуться серьезными проблемами.

При недостатке кальция, прежде всего, могут начаться проблемы с головным мозгом. У человека начинается дезориентация, могут начаться галлюцинации, которые закончатся комой. У некоторых людей начинаются проблемы с мышцами и сердцем. Нередко недостаток минерала пагубно сказывается на работе почек. Как правило, установить дефицит вещества можно только по анализам крови.

Интересные данные удалось получить в ходе многолетних исследований. Оказалось, что при приеме 1400 мг минерала в сутки, сильно повышается смертность. А если употребляли меньше 600 мг в день, то смертность также повышалась в несколько раз. Ученые сделали вывод, что как дефицит, так и избыток кальция ведут к нарушению регуляции обмена в организме и провоцируют повышение смертности.

кальция в продуктах

Не стоит думать, что творог является настоящим лидером по содержанию кальция. На самом деле, есть еще множество продуктов питания, которые помогут восполнить дефицит минерала:

  • кунжутная халва;
  • крапива;
  • брынза;
  • плавленые сыры;
  • сыр гауда и чеддер;
  • подорожник;
  • тофу;
  • семечки подсолнуха;
  • лесной орех;
  • петрушка;
  • шиповник;
  • красная фасоль;
  • коровье и овечье молоко;
  • миндаль;
  • мак.

И это неполный перечень. То есть можно сделать вывод, что рациональное питание позволит не допустить появление дефицита кальция в организме.

Усвояемость кальция

Усвоение минерала из продуктов питания довольно низкая, от 25 до 40%. После термической обработки кальций вообще переходит в неорганическую форму, вследствие чего теряется еще 50%.

Кому противопоказан приём кальция

Дополнительное введение кальция в виде пищевых добавок и препаратов не рекомендовано при наличии камней в почках, если диагностирована гиперкальциемия или гиперкальциурия. В первом случае минерала очень много в крови, во втором – в моче.

Нельзя одновременно принимать препараты кальция и сердечные гликозиды, так как есть огромный риск появления аритмии. Гиперкоагуляция и атеросклероз также являют абсолютными противопоказаниями к дополнительному употреблению кальция.

Плюсы и минусы применения кальция

Ученым из Америки удалось установить, что при бесконтрольном употреблении препаратов кальция, если у человека нет никаких проблемы с этим веществом, значительно повышается риск развития заболеваний сердца.

С другой стороны, дополнительное введение кальция помогает поддержать на должном уровне проницаемость мембран при аллергии, он сдерживает проявления симптомов.

В подростковом возрасте минерал помогает избавиться от угревой сыпи и устранить воспалительный процесс. Его часто используют для улучшения процесса свертываемости крови при сильных кровотечениях. Кальций снижает боль при укусах насекомых.

Проще говоря, если дополнительное введение минерала проводится под контролем врача, то никаких побочных эффектов от приема кальция не будет.

Кальций может помочь в борьбе с лишним весом

Действительно, относительно пользы кальция во время похудения проводились научные исследования.

Удалось установить, что при ежедневном употреблении 600 мг минерала и 125 мг витамина Д, который стимулирует всасывание кальция в организм, люди быстрее худеют.

  Однако необязательно употреблять пищевые добавки, можно построить диетическое питание на основе продуктов, с высоким содержанием кальция.

Кальций – крайне важный минерал для человеческого организма. Однако излишнее увлечение этим веществом, как и другими витаминно-минеральными добавками влечет за собой множество неприятных и даже опасных последствий.

Дефицит и избыток минерала в организме можно обнаружить путем проведения лабораторных исследований.

Поэтому не стоит самостоятельно назначать себе кальцийсодержащие препараты, а употреблять их исключительно после консультации с врачом.

Источник: https://PravilnoyePitaniye.ru/vitaminyi-i-mineralyi/kalczij-calcium-ca-zachem-on-nuzhen-organizmu-i-kakie-u-nego-svojstva.html

Кальций (Ca)

Роль кальция в сокращении мышц
sh: 1: –format=html: not found

Кальций является структурным макроэлементом, содержание которого превышает по своему содержанию все остальные элементы в организме (кроме элементов-органогенов). 

Общее количество кальция у взрослого человека может составлять более одного килограмма. 

Практически весь (99%) кальций в организме находится в зубах и костях скелета, и только около 1% – во всех остальных органах, тканях и биологических жидкостях.

Биологическая роль кальция

Прежде всего, кальций является важнейшим структурным компонентом костей и зубов. 

Также кальций регулирует проницаемость клеточных мембран, а также инициирует ответы клеток на различные внешние стимулы.

Присутствие кальция в клетки или во внеклеточной среде обуславливает дифференцировку клетки, а также сокращение мышц, секрецию и перистальтику. Кальций регулирует активность многих ферментов (включая ферменты систем свертывания крови).

Кальций регулирует работу некоторых эндокринных желез, обладает десенсибилизирующим и противовоспалительным эффектом.

Основные функции кальция в организме

  • структурный компонент костей и зубов
  • участвует в мышечных сокращениях
  • регулирует проницаемость клеточных мембран
  • участвует проводимости сигнала по нервным клеткам
  • регулирует сердечную деятельность
  • участвует в свертывании крови

Пищевые источники кальция

Во многих продуктах питания растительного происхождения кальций содержится в виде труднорастворимых соединений (фосфатов, карбонатов, оксалатов), что обуславливает его плохое усвоение из них.

Наиболее важным источником кальция является молоко (120мг/100г) и молочные продукты (особенно следует выделить сыр – содержит около 1000мг/100г).

За счет молочных продуктов удовлетворяется до 80% от физиологической потребности человека в кальции.

Среди растительных продуктов кальцием наиболее богаты ламинария, орехи и семена, как миндаль, лесной орех, кунжут, фисташки, фасоль, инжир, брюква, капуста брокколи, капуста, хрен, петрушка, лук, курага, яблоки и др.

Дополнительным существенным источником кальция являются специально обогащенные пищевые продукты (соки и мука).

Дефицит кальция

Основные факторы, приводящие к дефициту кальция в организме:

  • гиповитаминоз по витамину D;
  • нерациональное питание (дефицит кальция в поступающей пище);
  • нарушения всасывания Ca;
  • избыточное поступление веществ, препятствующих усвоению кальция или способствующих его быстрому выведению (фосфор, щавелевая кислота, свинец, цинк, магний, кобальт, железо);
  • болезни щитовидной железы и паращитовидных желез;
  • некомпенсированная повышенная потребность в кальции (рост у детей, беременность и лактация, постменопауза);
  • повышенное выведение кальция при использовании мочегонных и слабительных средств.

Последствия дефицита кальция

  • сниженная плотность костей, переломы, деформация позвонков, остеоартроз, остеопороз;
  • повышенная утомляемость, общая слабость как реакция организма на дефицит кальция;
  • судороги, боли в мышцах;
  • нарушения роста;
  • болезнь Кашина-Бека, в списке основных причин развития которой значится дефицит микроэлементов, поступающих в организм с продуктами и водой, в том числе и кальция;
  • мочекаменная болезнь;
  • нарушения свертываемости крови, кровоточивость.

Избыток кальция

Основные причины:

  • избыточное поступление с пищевыми продуктами, лекарственными средствами и БАД к пище
  • нарушения обмена кальция, включая связанные с нарушением регуляции (нарушение функции паращитовидной и щитовидной железы, заболевания и травмы нервной системы)
  • гипервитаминоз по витамину D

Последствия:

  • снижение возбудимости скелетных мышц и нервных волокон
  • снижение тонуса гладких мышц
  • повышенная свертываемость крови
  • повышение кислотности желудочного сока (гиперацидный гастрит, язвы желудка)
  • кальциноз, отложение кальция в органах и тканях
  • брадикардия, стенокардия
  • подагра
  • увеличение выделения солей кальция с мочой, нефрокальциноз, почечно-каменная болезнь
  • увеличение риска заболеваний щитовидной и паращитовидных желез, аутоиммунного тиреоидита

Суточная потребность в кальции

Кроме костей в нашем организме кальций используется постоянно для обеспечения нормального функционирования сердца и мышц. Именно поэтому он является тем элементом, который должен поступать в организм постоянно в оптимальном количестве.

Чем выше двигательная активность человека и чем быстрее в его организме идут биохимические процессы, тем больше кальция ему потребуется. Для мужчин и женщин в среднем требуется от 450 до 800 мг этого элемента в сутки. 

Во время физических упражнений учащается сердцебиение, биохимические процессы в мышцах проходят значительно быстрее. Как следствие, кальция требуется больше. Именно поэтому людям, ведущим активный образ жизни, в частности спортсменам, рекомендуется увеличение ежедневного потребления этого микроэлемента до 1000-1200 мг в сутки.

Больше кальция требуется и детям, из-за быстрого роста костей. Кроме того, большинство детей постоянно находятся в движении. Поэтому ребенку нужно не меньше, чем спортсменам – 1000-1200 мг.

Во время беременности, особенно во второй ее половине, организм женщины работает на пределе своих возможностей: учащается дыхание и сердцебиение, все реакции в организме проходят гораздо быстрее.

Помимо этого, в матке маленький человечек, который быстро растет и крепнет, отбирая у мамы все, что ему необходимо.

Поэтому суточная доза для беременных самая высокая – 1100-1400 мг ежедневно в первой половине беременности и 1500-1800 во второй.

Не стоит снижать ежедневное потребление кальция и кормящим мамам, так как необходимо не только обеспечить им растущего малыша, но и восстановить запасы в костной ткани.

Читать дальше:

  • Липоевая кислота (Витамин N)
  • Подъем гантелей через стороны

Источник: http://sportklas.ru/view_articles.php?id=44&minerals&style=food

Кальций

Роль кальция в сокращении мышц

Обратно в Витамины и минералы

Сосуды

Эндокринная система

Работа сердца

Свертываемость крови

Рост и развитие

Костные ткани

Центр. нервная система

Дневная норма потребления

Мужчины1000мг
Мужчины старше 60 лет1200мг
Женщины1000мг
Женщины старше 60 лет1200мг
Беременные (2-я половина)1500мг
Кормящие (1-6 мес.)1600мг
Кормящие (7-12 мес.)1600мг
Младенцы (0-3 мес.)400мг
Младенцы (4-6 мес.)500мг
Младенцы (7-12 мес.)600мг
Дети (1-3 года)800мг
Дети (3-7 лет)900мг
Дети (7-11 лет)1100мг
Мальчики (11-14 лет)1200мг
Девочки (11-14 лет)1200мг
Юноши (14-18 лет)1200мг
Девушки (14-18 лет)1200мг

Кальций является структурным макроэлементом, содержание которого превышает по своему содержанию все остальные элементы в организме (кроме элементов-органогенов). Общее количество кальция у взрослого человека может составлять более одного килограмма.

Практически весь (99%) кальций в организме находится в зубах и костях скелета, и только около 1% – во всех остальных органах, тканях и биологических жидкостях.

Биологическая роль кальция

Прежде всего, кальций является важнейшим структурным компонентом костей и зубов.
Также кальций регулирует проницаемость клеточных мембран, а также инициирует ответы клеток на различные внешние стимулы.

Присутствие кальция в клетки или во внеклеточной среде обуславливает дифференцировку клетки, а также сокращение мышц, секрецию и перистальтику. Кальций регулирует активность многих ферментов (включая ферменты систем свертывания крови).

Кальций регулирует работу некоторых эндокринных желез, обладает десенсибилизирующим и противовоспалительным эффектом.

Основные функции кальция в организме:

  • структурный компонент костей и зубов
  • участвует в мышечных сокращениях
  • регулирует проницаемость клеточных мембран
  • участвует проводимости сигнала по нервным клеткам
  • регулирует сердечную деятельность
  • участвует в свертывании крови

Основные факторы, приводящие к дефициту кальция в организме:

  • гиповитаминоз по витамину D;
  • нерациональное питание (дефицит кальция в поступающей пище);
  • нарушения всасывания Ca;
  • избыточное поступление веществ, препятствующих усвоению кальция или способствующих его быстрому выведению (фосфор, щавелевая кислота, свинец, цинк, магний, кобальт, железо);
  • болезни щитовидной железы и паращитовидных желез;
  • некомпенсированная повышенная потребность в кальции (рост у детей, беременность и лактация, постменопауза);
  • повышенное выведение кальция при использовании мочегонных и слабительных средств.

Последствия дефицита кальция:

  • сниженная плотность костей, переломы, деформация позвонков, остеоартроз, остеопороз;
  • повышенная утомляемость, общая слабость как реакция организма на дефицит кальция;
  • судороги, боли в мышцах;
  • нарушения роста;
  • болезнь Кашина-Бека, в списке основных причин, развития которой значится дефицит микроэлементов, поступающих в организм с продуктами и водой, в том числе и кальция;
  • мочекаменная болезнь;
  • нарушения свертываемости крови, кровоточивость.

Основные причины:

  • избыточное поступление с пищевыми продуктами, лекарственными средствами и БАД к пище
  • нарушения обмена кальция, включая связанные с нарушением регуляции (нарушение функции паращитовидной и щитовидной железы, заболевания и травмы нервной системы)
  • гипервитаминоз по витамину D

Последствия:

  • снижение возбудимости скелетных мышц и нервных волокон
  • снижение тонуса гладких мышц
  • повышенная свертываемость крови
  • повышение кислотности желудочного сока (гиперацидный гастрит, язвы желудка)
  • кальциноз, отложение кальция в органах и тканях
  • брадикардия, стенокардия
  • подагра
  • увеличение выделения солей кальция с мочой, нефрокальциноз, почечно-каменная болезнь
  • увеличение риска заболеваний щитовидной и паращитовидных желез, аутоиммунного тиреоидита

Суточная потребность в кальции: 1000 мг у мужчин и 1200 мг у женщин 

Обратно в Витамины и минералы

Источник: https://www.moydietolog.ru/kaltsiy

Механизм мышечного сокращения роль ионов кальция

Роль кальция в сокращении мышц

Мышцы объединяются в группы, у которых одинаковый механизм мышечных сокращений. По этому же признаку они и разделяются на 3 вида:

  • поперечно-полосатые мышцы тела;
  • поперечно-полосатые мышцы предсердий и сердечных желудочков;
  • гладкие мышцы органов, сосудов и кожи.

Поперечно-полосатые мышцы входят в опорно-двигательный аппарат, являясь его частью, так как помимо них сюда входят сухожилия, связки, кости. Когда реализуется механизм мышечных сокращений, выполняются следующие задачи и функции:

  • тело передвигается;
  • части тела перемещаются друг относительно друга;
  • тело поддерживается в пространстве;
  • вырабатывается тепло;
  • кора активируется посредством афферентации с рецептивных мышечных полей.

https://www..com/watch?v=ytpressru

Из гладких мышц состоит:

  • двигательный аппарат внутренних органов, в который входят бронхиальное дерево, легкие и пищеварительная трубка;
  • лимфатическая и кровеносная системы;
  • система мочеполовых органов.

В поперечно-полосатые скелетные мышцы входит множество волокон, находящихся в соединительной ткани и крепящихся к сухожилиям. В одних мышцах волокна расположены параллельно длинной оси, а в других они имеют косой вид, прикрепляясь к центральному тяжу сухожильному и к перистому типу.

особенность волокна заключается в саркоплазме массы тонких нитей — миофибрилл. В них входят светлые и темные участки, чередующиеся друг с другом, а у соседних поперечно-полосатые волокна находятся на одном уровне — на поперечном сечении. Благодаря этому получается поперечная полосатость по всему волокну мышц.

Саркомером является комплекс из темного и двух светлых дисков, и он отграничивается Z-образными линиями. Саркомеры — это сократительный аппарат мышцы. Получается, что сократительное мышечное волокно состоит из:

  • сократительного аппарата (системы миофибрилл);
  • трофического аппарата с митохондриями, комплексом Гольджи и слабой эндоплазматической сетью;
  • мембранного аппарата;
  • опорного аппарата;
  • нервного аппарата.

Мышечное волокно разделяется на 5 частей со своими структурами и функциями и является целостной частью ткани мышц.

Этот процесс у поперечно-полосатых мышечных волокон реализуется посредством нервных волокон, а именно аксонов мотонейронов спинного мозга и головного ствола. Один мотонейрон иннервирует несколько волокон мышц. Комплекс с мотонейроном и иннервируемыми мышечными волокнами называют нейромоторной (НМЕ), или двигательной единицей (ДЕ).

Среднее число волокон, которые иннервирует один мотонейрон, характеризует величину ДЕ мышцы, а обратную величину называют плотностью иннервации. Последняя является большой в тех мышцах, где движения небольшие и «тонкие» (глаза, пальцы, язык). Малое ее значение будет, напротив, в мышцах с «грубыми» движениями (например, туловище).

Предлагаем ознакомиться  Уплата алиментов мужем на содержание своей жены

Иннервация может быть одиночной и множественной. В первом случае она реализуется компактными моторными окончаниями. Обычно это характерно для крупных мотонейронов. Мышечные волокна (называющиеся в этом случае физическими, или быстрыми) генерируют ПД (потенциалы действий), которые распространяются на них.

Множественная иннервация встречается, к примеру, во внешних глазных мышцах. Здесь не генерируется потенциал действия, так как в мембране нет электровозбудимых натриевых каналов.

В них распространяется деполяризация по всему волокну из синаптических окончаний. Это необходимо для того, чтобы привести в действие механизм мышечного сокращения.

Процесс здесь происходит не так быстро, как в первом случае. Поэтому его называют медленным.

Исследования мышечного волокна сегодня проводятся на основе рентгеноструктурного анализа, электронной микроскопии, а также гистохимическими методами.

Рассчитано, что в каждую миофибриллу, диаметр которой составляет 1 мкм, входит примерно 2500 протофибрилл, то есть удлиненных полимеризованных молекул белков (актина и миозина). Актиновые протофибриллы в два раза тоньше миозиновых. В покое эти мышцы находятся так, что актиновые нити кончиками проникают в промежутки между миозиновыми протофибриллами.

Узкая светлая полоса в диске А свободна от актиновых нитей. А мембрана Z скрепляет их.

На миозиновых нитях есть поперечные выступы длиной до 20 нм, в головках которых находится порядка 150 молекул миозина. Они отходят биополярно, и каждая головка соединяет миозиновую с актиновой нитью. Когда происходит усилие актиновых центров на нитях миозина, актиновая нить приближается к центру саркомера.

Так, по теории скользящих нитей, объясняется сокращение длины волокна мышцы. Теория, получившая название «зубчатого колеса», была разработана Хаксли и Хансоном в середине двадцатого века.

Физиологические свойства

Как и у всех позвоночных животных, в человеческом организме выделяют три самых важных свойства волокон скелетных мышц:

  • сократимость — сокращение и изменение напряжения при возбуждении;
  • проводимость — движение потенциала по всему волокну;
  • возбудимость — реагирование на раздражитель посредством изменения мембранного потенциала и ионной проницаемости.

Мышцы возбуждаются и начинают сокращаться от нервных импульсов, идущих от центров. Но в искусственных условиях используют электростимуляцию. Мышца тогда может раздражаться напрямую (прямое раздражение) или через нерв, иннервирующий мышцу (непрямое раздражение).

Механизм мышечного сокращения волокна

Главным в теории является то, что не нити (миозиновые и актиновые) укорачиваются. Длина их остается неизменной и при растяжении мышц. Но пучки тонких нитей, проскальзывая, выходят между толстыми нитями, уменьшается степень их перекрытия, таким образом происходит сокращение.

Предлагаем ознакомиться  Расчет при увольнении через сколько дней

https://www..com/watch?v=ytdevru

Молекулярный механизм мышечного сокращения посредством скольжения актиновых нитей заключается в следующем. Миозиновые головки соединяют протофибриллу с актиновой. При их наклонах происходит скольжение, двигающее актиновую нить к центру саркомера. За счет биполярной организации миозиновых молекул на обеих сторонах нитей создаются условия для скольжения актиновых нитей в разные стороны.

При расслаблении мышц миозиновая головка отходит от актиновых нитей. Благодаря легкому скольжению расслабленные мышцы растяжению сопротивляются гораздо меньше. Поэтому они пассивно удлиняются.

После завершения движения молекула АФТ обеспечивает энергией для разделения участвующих в реакции миозина и актина. Миозиновые головки разделяются, АТФ расщепляется до фосфата и АДФ. В конце подсоединяется новая АТФ-молекула, и цикл возобновляется. Таковым является механизм мышечного сокращения и расслабления на молекулярном уровне.

Активность поперечных мостиков будет продолжаться лишь до тех пор, пока происходит гидролиз АТФ. При блокировке фермента мостики не станут снова прикрепляться.

С наступлением смерти организма уровень АТФ в клетках падает, и мостики остаются устойчиво прикрепленными к актиновой нити. Так происходит стадия трупного окоченения.

Этапы сокращения

Механизм мышечного сокращения кратко можно подразделить на следующие этапы:

  1. Мышечное волокно стимулируется, когда потенциал действия поступает от мотонейронов из синапсов.
  2. Потенциал действия создается на мембране мышечного волокна, а затем распространяется к миофибриллам.
  3. Совершается электромеханическое сопряжение, представляющее собой преобразование электрического ПД в механическое скольжение. В этом обязательно участвуют ионы кальция.

Ионы кальция

Для лучшего понимания процесса активации волокна ионами кальция удобно рассмотреть структуру актиновой нити. Длина ее составляет порядка 1 мкм, толщина — от 5 до 7 нм. Это пара закрученных ниток, которые напоминают мономер актина. Примерно через каждые 40 нм здесь находятся сферические тропониновые молекулы, а между цепями — тропомиозиновые.

Когда ионы кальция отсутствуют, то есть миофибриллы расслабляются, длинные тропомиозиновые молекулы блокируют крепление актиновых цепей и мостиков миозина. Но при активизации ионов кальция тропомиозиновые молекулы опускаются глубже, и участки открываются.

Тогда миозиновые мостики прикрепляются к актиновым нитям, а АТФ расщепляется, и сила мышц развивается. Это становится возможным за счет воздействия кальция на тропонин. При этом молекула последнего деформируется, проталкивая тем самым тропомиозин.

Когда мышца расслаблена, в ней на 1 грамм сырого веса содержится больше 1 мкмоль кальция. Соли кальция изолированы и находятся в особых хранилищах. В противном случае мышцы бы все время сокращались.

Хранение кальция происходит следующим образом. На разных участках мембраны клетки мышцы внутри волокна имеются трубки, через которые происходит соединение со средой вне клеток. Это система поперечных трубочек.

А перпендикулярно ей находится система продольных, на концах которых — пузырьки (терминальные цистерны), расположенные в непосредственной близости к мембранам поперечной системы. Вместе получается триада.

Именно в пузырьках хранится кальций.

Так ПД распространяется внутрь клетки, и происходит электромеханическое сопряжение. Возбуждение проникает в волокно, переходит в продольную систему, высвобождает кальций. Таким образом осуществляется механизм сокращения мышечного волокна.

Физиология процесса

При взаимодействии обеих нитей при наличии ионов кальция немалая роль отводится АТФ. Когда реализуется механизм мышечного сокращения скелетной мышцы, энергия АТФ применяется для:

  • работы насоса натрия и калия, который поддерживает постоянную концентрацию ионов;
  • этих веществ по разные стороны мембраны;
  • скольжения нитей, укорачивающих миофибриллы;
  • работы насоса кальция, действующего для расслабления.

АТФ находится в клеточной мембране, нитях миозина и мембранах ретикулума саркоплазматического. Фермент расщепляется и утилизируется миозином.

Подытоживая вышесказанное, отметим, что сокращение волокна мышцы состоит в укорочении миофибрилл в каждом из саркомеров. Нити миозина (толстые) и актина (тонкие) связаны концами в расслабленном состоянии. Но они начинают скользящие движения друг навстречу к другу, когда реализуется механизм мышечного сокращения.

Ресинтез АТФ

https://www..com/watch?v=playlist

Ресинтез возможно реализовать двумя путями.

Посредством ферментативного переноса от креатинфосфата фосфатной группы на АДФ. Так как запасов в клетке креатинфосфата намного больше АТФ, ресинтез реализуется очень быстро. В то же время посредством окисления пировиноградной и молочной кислот ресинтез будет осуществляться медленно.

https://www..com/watch?v=ytcopyrightru

АТФ и КФ могут исчезнуть полностью, если ресинтез будет нарушен ядами. Тогда и кальциевый насос прекратит работу, вследствие чего мышца необратимо сократится (то есть настанет контрактура). Таким образом, нарушится механизм мышечного сокращения.

Источник: https://sevstrojspb.ru/mekhanizm-myshechnogo-sokrashcheniya-rol-ionov-kaltsiya/

Доктор-про
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: