Как возникают судороги мышц

Причина судорог мышц – повышение возбудимости нервных и мышечных клеток. Нейроны при этом возбуждаются (а мышцы – сокращаются) при очень незначительных воздействиях или вообще без воздействий, самостоятельно. Повышение возбудимости может быть вызвано:

1. недостатком кальция;
2. недостаточным питанием мозга, нервов и мышц (не хватает энергии, потому что не завезли глюкозу, или кислород, или и то и другое вместе);
3. недостатком хлорида натрия.

Всего лишь тремя этими «недостатками» вполне можно объяснить самые распространенные случаи судорог – при физической нагрузке, во время плавания, ночные и утренние судороги, судороги у беременных (см. статью «Почему сводит ноги»).

Механизмы повышения нервно-мышечной возбудимости

Недостаток кальция.

• Ионы Са²⁺ присоединяются к отрицательным зарядам на наружной поверхности мембраны клеток, тем самым снаружи возрастает «плюс», следовательно, увеличивается разница зарядов (напряжение) между «положительной» внешней и «отрицательной» внутренней средой клетки. Если кальция мало, то эта разница (мембранный потенциал) уменьшается, как будто мы уже начали возбуждать клетку.


• Кроме того, недостаток кальция повышает чувствительность натриевых каналов.

Недостаток глюкозы и/или кислорода

Калий-натриевый насос потребляет очень много энергии – до 30% из того, что расходуется организмом в покое. Стало быть, при недостатке АТФ работа Na/K-АТФазы замедляется. Следовательно, калий слишком медленно закачивается назад в клетку, разница его концентраций в цитоплазме и внеклеточной среде становится не такой большой. Следовательно, он уже не так активно выходит из клетки по градиенту концентрации, потенциал покоя уменьшается (как будто мы уже начали возбуждать клетку).

Недостаток натрия

Недостаток Na⁺ во внеклеточной среде приводит к тому, что она становится менее концентрированной, чем внутриклеточная. За счет осмоса вода заходит в клетки.

• Вода, поступая внутрь клеток, разбавляет тамошний калий, т.е. его концентрация внутри клетки уменьшается. Следовательно, он уже не так активно выходит из клетки по градиенту концентрации, потенциал покоя уменьшается (как будто мы уже начали возбуждать клетку).


• Осмотический отек мышечных клеток (в сочетании с большой концентрацией молочной кислоты) нарушает процесс расслабления мышечной клетки (возможно, денатурируются белки, закачивающие кальций из цитоплазмы в ЭПС).