Система движения. Поддержание позы и движения животных
Влияние двигательной активности на состояние организма. Центр тяжести и распределение нагрузки при движении. Физиологические показатели тренированности мышц. Регуляция поддержания позы и движения животного. Роль мозжечка в регуляции положения тела.
| Рубрика | Биология и естествознание |
| Вид | реферат |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 21.12.2013 |
| Размер файла | 37,2 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
ФГОУ ВПО
Московская государственная академия ветеринарной медицины и биотехнологий имени К. И. Скрябина
Кафедра физиологии и этологии животных
Реферат
на тему: «Система движения. Поддержание позы и движения животных»
Введение
Движение животных представляет собой совокупность сложных координированных двигательных актов, обусловливающих передвижение тела в пространстве (локомоцию) или направленных на выполнение конкретной работы при добывании корма и его приеме, осуществление половых, поведенческих и многих других физиологических отправлений. А. Ч. Дарвин доказал, что в процессе эволюции закрепились формы движения, наиболее полезные для данного вида животных.
Животные могут взаимодействовать с окружающей средой и влиять на нее только при помощи своих скелетных мышц. Эти мышцы позволяют осуществлять самые разнообразные движения - от ходьбы и бега до тончайших двигательных актов.
Влияние двигательной активности на состояние организма
Совершенствование органов движения, а также чрезвычайное разнообразие двигательных актов у различных животных необходимы для приспособления к среде обитания на суше, в воде или воздухе. В процессе филогенетического развития совершенствовались одни функции, например, ярко выраженная способность быстрого бега у лошадей, северных оленей, а другие - постепенно утрачивались или видоизменялись. Выработка наиболее совершенного способа передвижения происходила в результате длительной эволюции двигательного аппарата.
Движения положительно влияют на обмен веществ и продуктивность животных. Показателем интенсивности движения служит уровень потребления кислорода. Например, лошадь в покое за 1 мин потребляет 1,2-1,8 л. Кислорода, а после бега - 6-8 л. Мышечная работа вызывает ускорение сердечной деятельности и дыхания, изменяет состав крови и лимфы.
Постоянное движение животных приводит к усиленному развитию мышц и других работающих органов. Например, у горских коров, выполняющих повышенную физическую нагрузку при движении по крутым склонам гор, относительная масса сердца и легких равна 2.12 % к массе тела, а у коров костромской породы только 1,3 %. В результате активного моциона у молодняка повышается газообмен, увеличивается число эритроцитов, лейкоцитов и гемоглобина, улучшаются рост и развитие. Число эритроцитов возрастает до 13-14 млн в 1 мм3 крови (Л. С. Пирогов).
Движение животных в виде моциона улучшает процессы пищеварения и усвоения кормов, повышает резистентности организма, положительно влияет на мясную и молочную продуктивность. В механизме действия двигательных актов важная роль принадлежит повышению уровня газоэнергетического обмена, способствующего крово- и лимфообращению, обеспечивающему трофику всех тканей и органов.
Физиология движения
движение положение тело мышца
Физиология движения рассматривает двигательные акты как целостную реакцию организма на различные внешние и внутренние сигналы в неразрывной связи с регулирующей функцией центральной и вегетативной нервной системы, периферических нервов. Поскольку каждая двигательная реакция включает сокращение групп мышц и связана со строением костей, связок и суставов, все элементы конечностей имеют большое значение для движения. Для обеспечения двигательной активности тела не менее существенно постоянное кровоснабжение и отток крови из вен и лимфы от функционирующих мышц, а также обмен веществ в них: ресинтез АТФ, гликолиз, окислительное фосфорилирование и др.
Система движения. Виды движения
Существуют два вида двигательных функций: поддержание положения (позы) и собственно движения. В естественных условиях отделить их друг от друга невозможно. Так, при осуществлении целенаправленных движений конечности, эта конечности и все туловище в целом сначала должны принять определенное положение. С другой стороны, для удержания позы необходимо, чтобы в ответ на любые воздействия, нарушающие эту позу, производились соответствующие компенсаторные движения. Движения без одновременного удержания позы столь же невозможны, как удержание позы без движений. В то же время при анализе двигательной активности полезно различать позные функции, способствующие поддержанию тела в определенном положении.
Стояние и движение на месте
В акте стояния большое значение имеет рефлекс «поддержки», связанный с центрами красного ядра. Данный акт заключается в рефлекторном перераспределении тонуса мышц сгибателей и разгибателей. Мышцы находятся преимущественно в статическом состоянии, то есть в длительном тоническом напряжении, поэтому стояние требует затраты значительной мышечной энергии. Лошади в стоячем положении могут оставаться очень долго, что связано с анатомофизиологическими особенностями их организма. Так, суставы передней конечности расположены на одной отвесной линии, вследствие чего для опоры конечности не нужно большого напряжения мышц. Бедренный и коленный суставы испытывают большее напряжение, поскольку они должны фиксироваться под углом 150°, и животное периодически облегчает ту или другую конечность. При стоянии важную функцию выполняют сухожилия.
Многие движения осуществляются на месте: животное ложится, встает, поднимается на дыбы, делает садку при половом акте и др. Это сложные, многозвеньевые рефлексы, в основе которых лежит деятельность лабиринтных, мозжечковых и шейных нервных центров, регулирующих тонус мышц и координацию движения. Ложась, лошадь сначала опускает голову, затем подбирает под себя конечности, как передние, так и задние, сгибает спину. Тонус мышц конечностей, куда повернута голова, повышается, а с противоположной стороны несколько снижается. Лошадь валится в ту сторону, где тонус мускулатуры ослаблен.
Жвачные ложатся так же, как и лошади, но ведущим моментом в их движениях является изменение положения головы и спины, связанное с лабиринтными, шейными и спинными рефлексами.
Вставание - сложный, многозвеньевой рефлекс. Лошадь вначале поднимает голову и вытягивает передние конечности, вслед за этим выпрямляет и поднимает переднюю часть туловища и голову. Потом животное переносит центр тяжести на переднюю половину туловища и голову и быстро поднимает заднюю часть тела. Крупный рогатый скот вначале встает на тазовые конечности, затем, разгибая суставы грудных конечностей, поднимает переднюю часть туловища и голову.
Сложные движения - лягание, вставание на дыбы, садки самца - координируются импульсами коры полушарий мозга и характеризуют поведение животных в конкретной обстановке. В осуществлении этих рефлексов участвуют рецепторы, лабиринтов, шейных мышц и кожной поверхности тела.
Согласно закономерностям, выявленным Магнусом, в таких рефлексах осуществляется принцип «ведущей роли головы» - движения тела облегчаются, если им предшествует соответствующее движение головы.
Движение с места
Наиболее медленный вид движения - это шаг. При ширине шага 1,4-1,8 м лошадь проходит 6-7 км в час. Перемещение конечностей происходит следующим образом: одна передняя поднимается, другая выносится вперед, третья опирается и четвертая отталкивается.
При шаге сокращаются мышцы синергисты при одновременном торможении антагонистов, в результате туловище плавно или толчкообразно выносится вперед.
Различают две фазы движения шагом: фазу опирания и фазу висения конечности, или фазу опоры и фазу переноса конечности. Шаг считается правильным, если задние копыта попадают в следы передних. Он будет коротким, если следы задних конечностей не доходят до передних, и длинным, когда следы задних конечностей перекрывают следы передних. Последний - это хороший шаг. Во время рыси происходит одновременный подъем передней и задней конечностей, расположенных по диагонали.
Поступательная сила при шаге связана с толкательными стимулами задних конечностей.
Фазу опирания подразделяют на два отрезка: передний и задний, причем у здоровых лошадей эти отрезки равны между собой. В передний отрезок происходит активное сокращение мышц разгибателей конечности, задний - характеризует время опирания и отрыв копыта от почвы. В осуществлении последнего имеют значение эластические свойства пальцевого мякиша, мякишных хрящей, сращенных с ветвями копытной кости, а также упругость рогового башмака и стрелки копыта лошади.
Шаг следует рассматривать как основной аллюр лошади. При других аллюрах - рыси, галопе, карьере происходят лишь различные сочетания движений конечностей, характерных для этих видов движения.
Особое движение лошади - иноходь характеризуется одновременным движением конечностей тазовой и грудной соответствующей части тела, а не перекрестно. Поэтому у иноходца во время бега слышны не четыре такта, а только два.
При движении рысью конечности движутся приблизительно одновременно. Ширина шага до 3,3 м, скорость движения 18 км в час. При галопе ширина шага возрастает до 3-8 м, а при длинном шаге в скаковом галопе наблюдается свободный полет лошади. Скорость движения более 1 км в минуту.
Центр тяжести и распределение нагрузки при движении
Центр тяжести, обеспечивающий равновесие животного при движении, детально выяснен у лошади. Он находится в точке пересечения медиальной плоскости с трансверзальной у мечевидного отростка грудной кости и фронтальной плоскости между нижней и средней третью грудной клетки. У разных животных центр тяжести изменяется в зависимости от массы головы и шеи, а также положения тела и массы всадника. Соотношение массы передней части туловища к задней у лошади составляет 10:7. Изменение массы той или иной части туловища перемещает центр тяжести, вследствие чего утяжеляется соответствующая часть тела, что резко нарушает ритм движения. Например, перегрузка передней части туловища быстро утомляет животное.
Работоспособность мышц
Она зависит от ряда факторов и условий:
1) от правильного чередования работы и отдыха; оптимальный ритм движения обеспечивает лучшие условия для окислительно-восстановительных процессов в мышцах и предупреждает утомление;
2) от нормального функционирования всех систем организма, особенно центральной и симпатической нервной системы, эндокринных влияний, синаптической передачи возбуждения с нерва на мышцу, правильного содержания и кормления животных;
3) продуманный тренинг и правильное управление животными обеспечивают наилучшие условия функционирования всех систем организма и способствуют выработке полезных условных рефлексов при выполнении конкретной задачи;
4) работоспособность мышц улучшается в процессе тренировки, однако работающая мышца и организм утомляются.
Утомление мышцы
В целом организме при работе раньше нервномышечных образований утомляются нервные центры. При утомлении мышцы нарушается синаптическая передача возбуждения с нерва на мышцу. Так, если мышца в результате длительной работы уже не отвечает новым сокращением на раздражение двигательного нерва, то ее можно заставить сократиться, поднеся электроды от стимулятора непосредственно к мышце. Следовательно, утомление в первую очередь, связано с нарушением передачи возбуждения с нерва на мышцу, то есть с недостатком образования ацетилхолина в синаптических бляшках. Однако и в самой мышце происходит ряд биохимических процессов, характерных для утомления: накапливаются фосфорная кислота, связывающая ионы Са2+, молочная кислота и др.
Перегрузка
Перенапряжение мышечных усилий ведет к быстрому утомлению. Систематическая чрезмерная работа и предъявление животному непомерно высоких требований могут привести к «срыву» - быстрой утомляемости и нарушению координации движений.
Непомерная тренировка также вызывает «срыв», поэтому только своевременное предоставление животному отдыха может восстановить работоспособность. Животные, испытавшие перегрузку, долго ощущают ее последствия: у них снижается сократительная способность скелетных мышц, расширяются границы сердца и др.
При неправильном содержании животных выделяют понятия «стадное утомление». У свиней при скученном содержании, недостатке моциона и свободного передвижения, а также в связи с гиподинамией или, наоборот, частыми переменами боксов появляются симптомы повышенной возбудимости, пугливости, слабости конечностей, они не могут быстро и легко ходить и бегать; из-за выделения адаптивных гормонов (норадреналина) снижается качество мяса - «водянистая свинина».
Систематическая и интенсивная работа мускулов способствует увеличению массы мышечной ткани, такое состояние мышцы называют рабочей гипертрофией. В ее основе лежит увеличение массы цитоплазмы мышечных волокон и числа содержащихся в них миофибрилл, сопровождающееся увеличением диаметра каждого волокна. Происходит активизация синтеза нуклеиновых кислот и белков, повышается содержание веществ, доставляющих энергию сокращения (гликогена, АТФ).
Противоположное состояние рабочей гипертрофии - атрофия мышц от бездеятельности. Она возникает в тех случаях, когда скелетные мышцы в силу ряда причин бездействуют или слишком мало участвуют в двигательных актах всего тела, например при обездвиживании конечности после длительного наложения гипсовой повязки, повреждения сухожилий или нервов, отсутствия и недостаточности моциона, при клеточном содержании. Особый вид нейрогенной атрофии возникает в случаях повреждения периферических нервов, когда мышца лишается нервной импульсации и обречена на постепенное отмирание вследствие нарушения трофики. Ведущее значение в этих процессах имеет выключение афферентных импульсов.
Тренинг
С физиологической точки зрения тренинг - выработка полезных условно-рефлекторных актов у животных в спортивных или хозяйственных целях. Задача тренинга - выработать у животного высокую работоспособность при выполнении движений определенного спортивного или хозяйственного характера (развитие быстроты, силы, выносливости, точности движений); совершенствовать координацию между важнейшими функциями организма.
Образование двигательных навыков происходит по принципу выработки сложных условных рефлексов, в формировании которых важнейшая роль принадлежит коре полушарии мозга - анализаторам экстеро- и интерорецепторов.
В процессе тренинга кора полушарий мозга получает сигналы из внешней и внутренней среды и на базе врожденных двигательных рефлексов происходит стойкое закрепление новых двигательных актов, достигающих весьма высокого совершенства как у лошадей, обезьян, зебр, так и у птиц и водоплавающих животных. В результате многократных повторений образуется динамический стереотип, и его соблюдение и подкрепление обеспечивают наибольший эффект. Наоборот, его нарушение может вредно сказаться на организме животного.
Тренинг рекомендуется проводить систематически и последовательно, увеличивая сложность упражнений. Но при этом нужно учитывать индивидуальные качества животного, тип его высшей нервной деятельности, следить за состоянием сердечнососудистой системы и внутренних органов. Показатели этих систем могут служить объективным критерием эффективности тренинга.
Физиологические показатели тренированности мышц
Систематическая интенсивная работа мышц приводит к увеличению массы мышечной ткани. Мышца увеличивается в поперечнике, преимущественно в результате разрастания саркоплазмы. Изменяется химический состав мышцы, возрастает количество белков, особенно гликогена, увеличивается диаметр каждого мышечного волокна. В мышце происходит усиленный синтез белков и нуклеиновых кислот, увеличивается содержание веществ, доставляющих энергию для мышечного сокращения; аденозинтрифосфата, креатинфосфата. В результате сила и скорость сокращения мышцы возрастают. Увеличение массы мышечной ткани при систематической работе приводит к рабочей гипертрофии мышц.
Показатель тренированности мышц - функциональное состояние организма, зависящее от способа тренинга, содержания животных (выгульное, стойловое), обеспечения моционом.
Энергетические процессы в мышцах связаны с распадом органических веществ и образованием тепла, но характер сокращения зависит от вида миофибрилл. Тетанические миофибриллы отличаются способностью длительно сокращаться вследствие обратимой деформации молекул сократительных белков. Способность к сокращению исчезает при температуре 50° С. Фазные миофибриллы содержат белковые нити, которые при сокращении укорачиваются, теряя это свойство уже при 42°С.
В процессе тренировки животных важное значение имеет ресинтез АТФ, непрерывно расщепляющейся при сокращении мышц, и накопление в миофибриллах свободных ионов Са2+. Нарушение ресинтеза АТФ, например при отравлении, может привести к полному исчезновению АТФ и креатинфосфата, вследствие чего «кальциевый насос» перестает работать и мышца может прийти в состояние длительного сведения (контрактуры).
Регуляция поддержания позы и движения животного
Общие положения, касающиеся нервной регуляции позы и движения.
Структуры, отвечающие за нервную регуляцию позы и движений («двигательные», или «моторные центры»), локализуются в самых различных отделах центральной нервной системы - от коры больших полушарий до спинного мозга. В их расположении прослеживается четкая иерархия, отражающая постепенное усовершенствование двигательных функций в процессе эволюции.
Во всяком движении, каким бы простым оно ни казалось, всегда участвует целый ряд мышц, одновременно или последовательно сокращающихся. Сокращение одной группы мышц через центральную нервную систему вызывает изменение в состоянии другой, антагонистической группы мышц. Такая согласованность в работе отдельных мышц и мышечных групп, участвующих в движении животного, достигается координирующими влияниями со стороны центральной нервной системы. Механизмы взаимосвязанной иннервации в форме одновременной и последовательной индукции обеспечивают согласованность работы всех мышц, участвующих в поддержании равновесия тела и при движении животного. Центры спинного мозга регулируют последовательность сокращения мышц конечностей, характерную для акта ходьбы, в этом можно убедиться на спинальных животных. Однако в целом организме регуляция двигательных актов осуществляется в основном стволовой частью мозга, мозжечком и подкорковыми центрами.
Двигательные системы спинного мозга
Как правило, в спинном мозге между чувствительными нейронами и мотонейронами (непосредственно управляющими мышцами) располагаются вставочные нейроны (интернейроны), число которых может быть различным. Эти вставочные нейроны образуют множество контактов с другими нервными клетками. От возбуждения вставочных нейронов зависит, будет ли то или иное движение облегчено или заторможено. Нейронные цепи, или рефлекторные дуги, лежащие в основе спинальных рефлексов, - это вполне конкретные анатомические образования, однако деятельность их в значительной степени зависит от регулирующих влияний других спинномозговых или вышерасположенных центров; эти центры могут оказывать разнонаправленные влияния на распространение возбуждения по той или иной рефлекторной дуге.
Происхождение термина рефлекс связано с тем, что в прошлом рефлекторные движения считались стереотипными реакциями на определенные раздражители, т. е. как бы «отражениями» этих раздражителей («рефлекс» по-французски означает «отражение»). В настоящее время ясно, что такие представления не совсем соответствуют истинному положению вещей. Определение рефлекса должно быть значительно более широким и применимым также к тормозным рефлексам. С этой точки зрения под спинальным двигательным рефлексом следует понимать изменение активности спинномозговых нейронов, наступающее под действием сигналов от спинальных чувствительных путей и приводящее к возникновению или торможению той или иной двигательной реакции. Спинальные рефлексы - это совокупность элементарных позных и двигательных актов, которые могут осуществляться без участия вышележащих отделов центральной нервной системы.
Высшие двигательные центры
Высшие (по отношению к спинномозговым) двигательные центры - это центры, расположенные выше спинного мозга и участвующие в регуляции движений. Позные двигательные акты и их координация с целенаправленными движениями осуществляются главным образом структурами ствола мозга, тогда как сами целенаправленные движения требуют участия высших нервных центров. Побуждение к действию (драйв) и замысел действия, связанные с возбуждением подкорковых мотивационных областей и ассоциативной коры, формируют программу действия. Образование этой программы осуществляется с участием базальных ганглиев и мозжечка, действующих на двигательную кору через ядра таламуса. За осуществление движения отвечает кора и нижележащие стволовые и спинальные двигательные центры.
Английский невропатолог Хьюлингс Джексон в начале века предложил создать иерархическую классификацию всех двигательных актов (т. е. движений или их комплексов) - от «полностью автоматических» до «совершенно произвольных». Эта классификация оказывается полезной и в настоящее время. Так, дыхание представляет собой в значительной степени автоматический комплекс движений грудной клетки и мышц плечевого пояса, сохраняющийся даже при самом глубоком сне и в состоянии наркоза, когда все остальные движения полностью подавлены. В случае если при помощи тех же самых мышц осуществляется кашлевой рефлекс или движения туловища, то подобный двигательный акт «менее автоматичен», а, например, при пении у птиц эти мышцы участвуют уже в «совершенно неавтоматическом» движении.
Из данного примера ясно также, что «более автоматические» движения связаны главным образом с врожденными центральными поведенческими программами, тогда как «менее автоматические» или «совершенно произвольные» движения появляются в·процессе накопления жизненного опыта. При поражениях различных отделов головного мозга часто возникают типичные нарушения «более автоматических» и «менее автоматических» движений, осуществляемых той или иной группой мышц, и по характеру этих нарушений можно судить о локализации и природе патологического процесса. В этом заключается клиническое значение классификации Джексона.
Взаимодействие между чувствительными и двигательными системами
Поступление информации по чувствительным системам и деятельность двигательных систем тесно связаны между собой. Для правильного осуществления движений необходимо, чтобы все отвечающие за эти движения центры в каждый момент времени получали от периферических структур информацию о положении тела в пространстве и о том, как производится движение. Вместе с тем некоторые виды чувствительной информации (например, зрительная и осязательная) могут быть получены только при участии определенных движений.
При любой форме движения поток биоэлектрических импульсов от одних мышц усиливается, от других ослабевает, меняя свою частоту и амплитуду. Импульсы, возникающие в рецепторах двигательного анализатора, поступают в центральную нервную систему и по проводящим путям спинного мозга достигают различных отделов коры больших полушарий.
Основной путь к коре полушарий состоит из трех групп нейронов. Первые нейроны лежат в межпозвоночных чувствительных ганглиях (или в ганглиях черепно-мозговых нервов); вторые - в ядрах продолговатого мозга; третьи - в центрах промежуточного мозга.
Наличие двусторонней афферентной и эфферентной связи между мышцами и центрами создает замкнутую цепь, в которой нервные импульсы, распространяющиеся по двигательным волокнам, вызывают сокращение мышц. В свою очередь, мышца сигнализирует в центры о качестве выполняемой работы (сильно, слабо, быстро, медленно и т. д.). Эта обратная связь поддерживает необходимый уровень функционирования всей мышечной системы в данной ситуации (движение по прямой, по кругу, галоп, прыжки и др.). Проприорецепторы мышц при сокращении последних воспринимают раздражение, которое передается в соответствующие нервные центры, вызывая ответную реакцию.
Благодаря сигналам, поступающим от проприорецепторов мышц, осуществляются шейные тонические рефлексы, имеющие большое значение для движения животных. Для осуществления движения важное значение имеют импульсы, идущие от кожных чувствительных рецепторов. Велика роль мозжечка и лабиринтов, центры которых связаны с ядром Дейтерса. Сигналы, идущие от лабиринтов, регулируют положение головы, а это влияет на тонус мышц конечностей. Например, если лошадь должна сдвинуть с места значительный груз, то она вначале опускает голову, а это перемещает центр тяжести и увеличивает тонус задних конечностей, обеспечивающих толчок при движении вперед. Если же голова поднимется кверху, то тонус тазовых конечностей будет ослаблен и лошадь не сможет «взять с места».
Управление движениями обусловлено совместной деятельностью всех уровней нервной системы. Предмет биологической кибернетики состоит в изучении специфических для живых существ общих принципов и конкретных механизмов целесообразного саморегулирования и активного взаимодействия с окружающей средой. Физиология и биокибернетика взаимно дополняют друг друга. Биокибернетика помогает понять сложные процессы саморегуляции движения. В частности, она рассматривает мышцу как структурный элемент локомоторной системы с множественными обратными связями. Регуляция работы мышц конечностей осуществляется тремя типами сенсорных рецепторов: рецепторы мышцы, реагирующие на изменения ее длины; рецепторы сухожилий, чувствительные к изменению их напряжений; рецепторы суставов, реагирующие на изменение положения конечностей. Все виды рецепторов играют важную роль в координации движения, но наибольшее значение имеют рецепторы первой группы, расположенные параллельно мышечным пучкам. При растяжении мышц они возбуждаются и передают информацию о степени данного растяжения. В результате этого в центрах возникают командные импульсы, возвращающиеся по эфферентному пути к мышце и вызывающие ее сокращение.
Считают, что в нервной регуляции деятельности мышц участвуют минимум три подсистемы. Первая подсистема определяет сократительную функцию мышц. Она состоит из мотонейронов и мышц с расположенными в них проприорецепторами. Импульсная информация в ней распространяется от клеток передних рогов спинного мозга к мышцам и от мышечных рецепторов в обратном направлении через заднекорешковую систему к спинномозговым центрам и вновь к мотонейронам. Вторая подсистема обеспечивает оптимальный уровень возбудимости проприорецепторов; третья, состоящая из аксонных коллатералей мотонейронов и вставочных нейронов Реншоу, предназначена для саморегуляции мотонейронов.
Роль мозжечка в регуляции положения тела и движении
Мозжечок играет первостепенную роль в нервной регуляции позы и движений. По-видимому, многие движения могут оптимально осуществляться только при участии мозжечка. В то же время мозжечок не является жизненно необходимым органом; у животных с врожденным отсутствием мозжечка не наблюдается каких-либо серьезных двигательных нарушений, препятствующих выполнению их повседневной работы.
Функции мозжечка
На основании данных, полученных при наблюдениях над больными, а также при экспериментальном разрушении мозжечка или его частей и в опытах по раздражению и записи активности мозжечка можно составить следующий перечень функций этого органа. Основное значение мозжечка состоит в дополнении и коррекции деятельности остальных двигательных центров. Он отвечает за:
1) регуляцию позы и мышечного тонуса;
2) исправление (при необходимости) медленных целенаправленных движений в ходе их выполнения и координацию этих движений с рефлексами поддержания позы;
3) правильное выполнение быстрых целенаправленных движений, команда к которым поступает от головного мозга.
При некотором упрощении можно сказать, что каждая из этих трех задач связана с деятельностью одной из трех продольных зон мозжечка.
Червь мозжечка и поддержание позы
Червь мозжечка получает афферентную импульсацию преимущественно от соматосенсорной системы и, в свою очередь, оказывает через ядро шатра прямое и непрямое влияние на ядро Дейтерса, а также на ретикулярную формацию продолговатого мозга и моста. Таким образом, червь мозжечка непосредственно связан со стволовыми центрами, отвечающими за регуляцию позы, и с их нисходящими путями. В качестве простейшего примера подобного влияния червя можно привести тот факт, что удаление этого отдела мозжечка приводит к растормаживанию ядра Дейтерса и тем самым способствует усилению ригидности разгибателей децеребрированного животного; напротив, при раздражении червя тонус этих мышц падает. Таким образом, благодаря червю мозжечка обратная афферентация, постоянно сигнализирующая о позе и выполнении движения, мгновенно обрабатывается для решения вопроса о том, следует ли поддержать или изменить расположение тела. Вследствие этого червь мозжечка управляет позой, тонусом, поддерживающими движениями и равновесием тела.
Роль промежуточной части мозжечка в коррекции движений в процессе их выполнения и координации движений
К промежуточной части мозжечка поступают афферентные сигналы от соматосенсорной системы, а также (через коллатерали кортикоспинального тракта) от двигательной области коры. Эфферентные сигналы от промежуточной части через вставочное ядро (или шаровидное и пробковидное ядра) поступают к стволовым двигательным центрам, и в частности к красному ядру. Менее значительный эфферентный путь возвращается через таламус к двигательной коре. Благодаря тому что в промежуточную часть мозжечка по коллатералям кортикоспинального тракта заранее поступают сведения о готовящемся целенаправленном движении, а также обратная афферентация от соматосенсорной системы, этот отдел участвует:
1) во взаимной координации позных и целенаправленных движений (например, когда необходимо в определенный момент времени сместить центр тяжести тела)
2) в коррекции выполняющихся движений путем посылки сигналов к красному ядру, а также непосредственного направления обратной афферентации в двигательную область коры. Возможно, такого рода коррекция наиболее важна для выполнения недостаточно заученных или редко осуществляемых движений.
Роль полушарий мозжечка в быстрых целенаправленных движениях
Афферентная импульсация поступает к полушариям мозжечка от всех областей коры больших полушарий (лобных, теменных, височных и затылочных долей). В состав этих цереброцеребеллярных трактов, переключающихся через ядра моста, входит около 20 млн. волокон, т. е. в 20 раз больше, чем в состав кортикоспинального тракта. Информация о замысле движения, передающаяся по этим путям к двигательным системам, превращается в полушариях мозжечка и его зубчатом ядре в программу движения, которая посылается к двигательным областям коры преимущественно через вентролатеральные ядра таламуса. После этого становится возможным осуществление движения. Зубчатое ядро посылает также сигналы к стволовым двигательным центрам через красное ядро.
Связи используются главным образом для генерации и осуществления быстрых баллистических целенаправленных движений. Такие движения производятся настолько быстро, что управлять ими через соматосенсорные обратные связи невозможно по временным соображениям, либо настолько четко, что в подобном управлении нет необходимости (например, при быстрых движениях глаз).
Регуляция мышечного тонуса и сокращений мышц
Гамма-регуляция мышечного тонуса.
Осуществляется двумя группами мотонейронов спинного мозга: крупными нейронами, вызывающими сокращение волокон скелетных мышц, и мелкими г-мотонейронами, изменяющими натяжение внутриверетенных мышечных волокон и повышающими чувствительность проприорецепторов мышц. Изменение напряжения мышц под влиянием импульсов г-мотонейронов вызывается гамма-регуляцией. Активность последних находится под контролем ретикулярной формации ствола мозга. В поддержании тонического напряжения мышц участвует сложная многоуровневая система нервных центров, находящихся под контролем коры больших полушарий.
Трофическое влияние импульсов вегетативной нервной системы
Так же имеет определенное значение в процессе регуляции функции скелетных мышц. Импульсы симпатической нервной системы воздействуют на мионевральные синапсы, служащие местом перехода возбуждения с двигательного нерва на мышцу. Сила мышечных сокращений утомленной мышцы увеличивается, если раздражаются симпатические волокна.
Координация движения
Зависит от образования тепла в организме. Чем интенсивнее работа, тем больше образуется тепла, особенно в жаркое время года и при насыщенном влагой воздухе. В таких условия теплоотдача затрудняется, что может привести к нежелательным последствиям (тепловой удар). Если количество молочной кислоты, образующееся в результате значительной физической нагрузки, может возрасти до 500 % и более, не принося вреда, то перегрев тела (гипертермия) на 5 %, т. н. на 2°С, уже опасен, причем в первую очередь нарушается координация движений в силу высокой чувствительности центров гипоталамуса и ретикулярной формации ствола мозга. В координации движения и регуляции мышечного тонуса важная роль принадлежит мозжечку. Последний оказывает также трофическое влияние на мышцы, выражающееся в восстановлении обмена веществ и работоспособности.
Заключение
Двигательная активность является основной жизненной необходимостью всех животных, так как связана с осуществлением всех жизненно важных функций и деятельностей.
Двигательная система представляет собой сложное сочетание анатомо-функциональных свойств опорно-двигательного аппарата и нервной системы, однако в осуществлении движений задействованными оказываются все системы организма.
Целью данного реферата было показать исключительную важность всех звеньев, отвечающих за функционирование двигательной системы, а так же объяснить, почему нарушение какого-либо звена связей, благодаря которым осуществляется движение и/или поддержание позы, приводит к патологическим состояниям различных степеней тяжести, таких как паралич, тремор и т.п., что оказывает существенное влияние на животное и даже способно привести к его гибели.
Список литературы
1. Голиков А. Н., Физиология сельскохозяйственных животных, М.: Агропромиздат, 1991.
2. Лысов В. Ф., Ипполитова Т. В., Физиология и этология животных, М.: КолосС, 2004.
3. Скопичев В. Г., Физиология животных и этология, М.: КолосС, 2003.
4. Шмидт, Р. Ф., перевод Каменской, М.А., Физиология человека, М.: Мир, 1985.
Размещено на Allbest.ru
Подобные документы
Беспозвоночные. Позвоночные. Опорно-двигательная система и движение человека. Мир живой природы находится в непрерывном движении. Двигаются стада или стаи животных, отдельные организмы, двигаются бактерии и простейшие в капле воды.
реферат [26,2 K], добавлен 18.03.2005Легочная артерия, аорта и их крупные ветви. Распределение потока крови по всем тканям организма. Регуляция пропускной способности. Изменение просвета внеорганных артерий нервным и гуморальным путем. Сосуды возврата крови к сердцу. Причины движения крови.
лекция [4,2 M], добавлен 27.05.2014Анализ анатомо-физиологических особенностей детского возраста, процесса окостенения нижних конечностей. Обзор строения и функций трубчатых, губчатых и плоских костей. Характеристика занятий по развитию движения для поддержания организма в нужной форме.
контрольная работа [28,0 K], добавлен 24.10.2011Исполнительные органы системы дыхания у животных: мышцы инспираторные и экспираторные, грудная клетка, плевра, бронхи и легкие, воздухоносные пути, сердце и сосуды, кровь. Физиологические процессы дыхания. Внешние показатели системы дыхания, ее регуляция.
курсовая работа [856,5 K], добавлен 07.08.2009Ознакомление с принципами организации деятельности двигательных систем мозга. Исследование роли спинного мозга, мозжечка, таламуса, базальных ганглий и коры больших полушарий в регуляции фазной (динамической) и позной (статической) активности мышц.
реферат [29,7 K], добавлен 10.07.2011Единственный витамин, действующий и как витамин, и как гормон. Влияние на клетки кишечника, почек и мышц. Гормональная регуляция обмена кальция и фосфора. Онкозаболевания, повышение иммунитета организма. Витамин Д и костно-мышечная система человека.
презентация [1,1 M], добавлен 22.09.2015Изучение движения, возникающего при отделении от тела с некоторой скоростью какой-либо его части. Анализ особенностей использования реактивного движения морскими беспозвоночными животными. Обзор способов передвижения осьминогов, кальмаров и каракатиц.
презентация [641,7 K], добавлен 05.12.2013Вдох и выдох как основные дыхательные движения, характеристика механизма их осуществления. Жизненная емкость легких. Состав вдыхаемого и выдыхаемого воздуха. Газообмен в легких и тканях. Особенности регуляции дыхания. Расположение дыхательного центра.
презентация [909,5 K], добавлен 22.06.2013Определение и регулирование осанки рефлексами позы, отображение физического и психического состояния человека, осанка как один из основных показателей здоровья. Роль позвоночника и окружающих его мышц в формировании осанки, определение осанки человека.
контрольная работа [27,9 K], добавлен 19.08.2010Роль обмена веществ в обеспечении пластических и энергетических потребностей организма. Особенности теплопродукции и теплоотдачи. Обмен веществ и энергии при различных уровнях функциональной активности организма. Температура тела человека и ее регуляция.
реферат [22,5 K], добавлен 09.09.2009
