Типы мышечных волокон
Содержание:
- Мышцы и шоколад
- Отличительные свойства
- Классификация мышц тела человека
- Симптомы миозита при разных формах заболевания
- Красные и белые мышечные волокна
- Выносливость мышц
- Функции мышц человека
- Типы мышечной ткани
- Тренировка основных групп мышечных волокон тела человека
- Скелетные мышцы
- БИОЛОГИЯ Том 2 — руководство по общей биологии — 2004
- Структура мышц и принципы их работы
- Заострим внимание на скелетных мышцах
- Строение скелетных мышц
- Моя лаборатория
Мышцы и шоколад
Как ни странно, одним из самых полезных продуктов для сердца и для мышц в целом является горький шоколад. Исследования, проведенные в Университете Уэйна в Детройте выявили влияние содержащегося в горьком шоколаде вещества эпикатехина на рост митохондрий в мышечных клетках.
Ученые Аквильского университета также проводили исследование, в ходе которого давали испытуемым по сто грамм шоколада в течение 15 дней и замеряли их кровяное давление. В ходе эксперимента у людей нормализовалось давление, улучшилось кровообращение. Соответственно, умеренное потребление горького шоколада можно рассматривать как профилактику болезней сердца и атеросклероза.
Отличительные свойства
Все виды мышц обладают несколькими функциональными особенностями, обеспечивающими их нормальную работу. Некоторые из них:
- Возбудимость. Защитная мембрана мышечных клеток воспринимает нервный импульс. Мускулы отвечают на него возбуждением, производя определённую биоэлектрическую активность.
- Проводимость. Мышечные клетки могут создавать и проводить местные токи и потенциалы действия. Они распространяются вдоль волокна и вглубь мембранных трубок со скоростью около 3—5 м/с.
- Сократимость. Волокна увеличивают или уменьшаю свою длину и напряжение, в зависимости от состояния мембраны. Особенность обусловлена взаимодействием специализированных белков на молекулярном уровне.
- Вязкоэластические свойства. Нужны для расслабления и отдыха скелетной мускулатуры.
- Растяжимость и эластичность. Мышцы увеличиваются в длину под действием достаточной растягивающей или деформирующей силы, но быстро возвращаются к первоначальной форме после его прекращения или приостановки.
- Сила и способность совершать работу. Зависит от длины и толщины волокон, числа и синхронности взаимодействия двигательных единиц. Увеличивается с повышением массы груза, но только до определённого предела.
- Утомляемость. Мускулы не могут работать постоянно — им необходимы перерывы, иначе работоспособность снижается. Это обусловлено ограниченностью энергетических запасов — АТФ, гликогена, глюкозы. Играет роль также накопление вредных метаболитов. Помимо самой мышцы, может утомляться синапс — механизм передачи импульсов от нерва к мускулатуре. Это называется ложной мышечной усталостью.
К отличительным чертам мышц относится также способность поддерживать тонус — небольшое напряжение даже при отсутствии нагрузок. Он непроизвольно увеличивается при нагрузках, стрессах, сильных эмоциях. Выраженность тонуса зависит от общего состояния мускулатуры — наполненности футляров, растяжения, уровня водно-солевого баланса, обогащённости тканей кровью и лимфой.
Классификация мышц тела человека
Классифицируют в анатомии все скелетные мышцы по форме, положению в теле, функциям, направлению волокон и типу взаимодействия друг с другом. По форме различают короткие, длинные, широкие. По расположению – наружные или поверхностные, глубокие, внутренние, а также латеральные и медиальные. Такие виды различаются по направлению волокон:
- параллельные;
- косые;
- поперечные;
- круговые;
- одно, -двух и многоперистые;
- полусухожильные;
- полуперепончатые.
В этой классификации выделяют прямые, лентовидные, веретенообразные. Это простые мышцы.
Есть также двуглавые, трехглавые и 4-главые мышцы. Они относятся к сложным. В эту группу входят гребенчатые, зубчатые, квадратные, дельтовидные, трапециевидные.
Но наиболее известно разделение всех мышц по их функциям. Группы определяются в зависимости от типа выполняемого движения:
- сгибатели и разгибатели;
- отводящие и приводящие;
- наклоняющие вправо-влево;
- пронаторы и супинаторы;
- поднимающие – опускающие.
Есть также несколько видов в зависимости от того, как они взаимодействуют друг с другом.
- Так мышца, которая берет на себя основную нагрузку, называется агонистом.
- Все, которые помогают ей совершить это действие, работающие вместе – это синергисты.
- Те, которые противодействуют движению, работающие в другом направлении – это антагонисты.
- Есть еще стабилизаторы или фиксаторы. Они нужны, чтобы удерживать суставы в правильном положении во время нагрузки.
Симптомы миозита при разных формах заболевания
При дерматомиозите, полимиозите и других системных воспалительных заболеваниях симптомы нарастают, как правило, в течение длительного времени, нескольких недель или месяцев. Поражение охватывает большие группы мышц, например, плечевого, тазового пояса, шеи, спины, бедер. Обычно поражаются мышцы с обеих сторон тела.
Наиболее распространенные проявления при заболеваниях из этой группы:
- Мышечная слабость. Из-за нее нарушается походка. Человек часто падает, испытывает сложности, когда нужно встать из положения сидя.
- Повышенная утомляемость, чувство усталости.
- Высыпания на коже.
- Утолщение, огрубение кожи на руках.
- Затрудненное дыхание.
- Затрудненное глотание.
При вирусных миозитах симптомы, сопутствующие слабости и болям в мышцах, отличаются. Повышается температура тела, возникает общее недомогание, кашель, насморк, либо рвота, диарея. Признаки воспаления в мышцах могут возникнуть спустя несколько дней или даже недель после того, как пройдет вирусная инфекция.
Некоторых, но далеко не всех, людей, страдающих миозитом, беспокоят болевые ощущения. Зачастую мышечные боли бывают вызваны острой травмой или являются одним из симптомов вирусных заболеваний. В этом случае их называют миалгиями, к истинному миозиту они не имеют отношения.
Если вас стала беспокоить слабость, боль в мышцах, и они долго не проходят, обратитесь к врачу Международной клиники Медика24. Наши высококвалифицированные неврологи готовы вас проконсультировать.
Красные и белые мышечные волокна
Красные мышечные волокна
Красные мышечные волокна
Медленные волокна называют красными из-за красной гистохимической окраски, обусловленной содержанием в этих волокнах большого количество миоглобина — пигментного белка красного цвета, который занимается тем, что доставляет кислород от капилляров крови вглубь мышечного волокна.
Красные волокна имеют большое количество митохондрий, в которых происходит процесс окисления для получения энергии ST-волокна окружены обширной сетью капилляров, необходимых для доставки большого количества кислорода с кровью.
Медленные мышечные волокна приспособлены к использованию аэробной системы энергообразования: сила их сокращений сравнительно невелика, а скорость потребления энергии такова, что им вполне хватает аэробного метаболизма. Такие волокна отлично подходят для продолжительной и не интенсивной работы (стайерские дистанции в плавании, легкий бег и ходьба, занятия с легкими весами в умеренном темпе, аэробика), движений, не требующих значительных усилий, поддержании позы. Красные мышечные волокна включаются в работу при нагрузках в пределах 20-25% от максимальной силы и отличаются превосходной выносливостью.
Красные волокна не подойдут для подъема тяжелого веса, спринтерских дистанций в плавании, так как эти виды нагрузок требуют достаточно быстрого получения и расхода энергии.
Белые мышечные волокна
Белые мышечные волокна
В быстрых волокнах меньше миоглобина, поэтому они выглядят белее.
Для белых мышечных волокон характерна высокая активность фермента АТФазы, следовательно АТФ быстро расщепляется с получением большого количества необходимой для интенсивной работы энергии. Так как FТ-волокна обладают высокой скоростью расхода энергии, они требуют и высокой скорости восстановления молекул АТФ, которую может обеспечить только процесс гликолиза, потому что в отличие от процесса окисления (аэробное энергообразование) он протекает непосредственно в саркоплазме мышечных волокон, и не требует доставки кислорода митохондриям, и доставки энергии от них уже к миофибриллам. Гликолиз ведет к образованию быстро накапливающейся молочной кислоты (лактата), поэтому белые волокна быстро устают, что в конечном итоге останавливает работу мышцы. При аэробном энергообразовании в красных волокнах молочная кислота не образуется, поэтому они способны долго поддерживать умеренное напряжение.
Белые волокна имеют больший диаметр по сравнению с красными, в них также содержится гораздо большее количество миофибрилл и гликогена, но меньше количество митохондрий. В белых волокнах находится и креатинфосфат (КФ), необходимый на начальном этапе высокоинтенсивной работы.
Белые волокна больше всего подходят для совершения быстрых, мощных, но кратковременных (так как они обладают низкой выносливостью) усилий. По сравнению с медленными волокнами, FT-волокна могут в два раза быстрее сокращаться и развивать в 10 раз большую силу. Максимальную силу и скорость человеку позволяют развить именно белые волокна. Работа от 25-30% и выше означает, что в мышцах работают именно FТ-волокна.
В зависимости от способа получения энергии быстросокращающиеся мышечные волокна делят на два типа:
- Быстрые гликолитические волокна (FTG-волокна). Эти волокна используют процесс гликолиза для получения энергии, т.е. могут использовать исключительно анаэробную систему энергообразования, которая способствует образованию лактата (молочной кислоты). Соответственно, эти волокна не могут производить энергию аэробным способом с участием кислорода. Быстрые гликолитические волокна обладают максимальной силой и скоростью сокращений. Эти волокна играют первостепенную роль при наборе массы в бодибилдинге и обеспечивают пловцам и бегунам спринтерам максимальную скорость.
- Быстрые окислительно-гликолитические волокна (FTO-волокна), иначе промежуточные или переходные быстрые волокна. Эти волокна представляют собой как бы промежуточный тип между быстрыми и медленными мышечными волокнами. FTO-волокна обладают мощной анаэробной системой энергообразования, но они приспособлены также и к выполнению достаточно интенсивной аэробной работы. То есть они могут развивать значительные усилия и развивать высокую скорость сокращения, используя гликолиз в качестве основного источника энергии, и в то же время, при низкой интенсивности сокращения, эти волокна довольно эффективно могут использовать и окисление. Промежуточный тип волокон включается в работу при нагрузке 20-40% от максимума, но когда нагрузка достигает приблизительно 40% организм уже полностью переключается на FTG-волокна.
Выносливость мышц
Выносливость — способность мышцы сохранять работоспособность на протяжении времени. Самая выносливая мышца человеческого организма, как мы уже говорили, — сердце. По подсчетам врачей, «запас прочности» среднестатистического сердца не меньше 100 лет. Мышцы начинают уставать, когда в них заканчивается гликоген, также усталость объясняется большим количеством в мышцах кальция. Раньше же считалось, что главной виновницей усталости является молочная кислота.
В Колумбийском университете было проведено исследование, в котором мыши три недели ежедневно плавали, а велосипедисты три дня тренировались. Оказалось, что после физических упражнений в химической структуре рианодинового рецептора, который отвечает за сокращение мышц, происходили серьезные изменения — появился зазор в клеточной оболочке, через который кальций просачивался в мышечные клетки.
Функции мышц человека
Каждый спортсмен, который хочет накачать мышцы и изменить рельеф тела, должен знать их анатомию и функции. Нужно понимать, какие упражнения нужно выполнять, как увеличивать рабочие веса в упражнениях. Есть несколько мышц, которые участвуют в тренировках чаще всего.
Шея
Из мышц шеи накачать можно грудино-ключично-сосцевидную. Она отвечает за наклоны головы во все стороны, а также повороты
Ее укрепление важно для тех спортсменов, которые занимаются футболом, боксом, борьбой
Можно выполнять упражнения с утяжелением.
Верхних конечностей
Мышцы рук стараются накачать в основном мужчины, но и женщинам тоже будет полезно узнать следующую информацию. Для создания красивого рельефа потребуется работа над такими видами мышц верхних конечностей:
- Двуглавая (бицепс) – сгибание в локтях, разворот кисти. Тренируются при любых упражнениях, включающих сгибания рук, а также во время гребли. Вот статья про то, как накачать руки.
- Клювовидно-плечевая отвечает за подъем рук. Можно тренировать во время занятия боулингом, армрестлингом, метанием копья.
- Плечевая – приведение предплечья. Чтобы ее натренировать, нужно заниматься греблей, лазать по канату, выполнять сгибание рук с грузом. Вот подробная статья про то, как накачать предплечья.
- Трехглавая (трицепс) отвечает за отведение верхних конечностей назад. Нужно выполнять стойку на руках, упражнения, связанные с разгибанием рук.
- Дельтовидные отвечают за подъем верхних конечностей. Тренируются при занятии гимнастикой, тяжелой атлетикой, метанием. Можно также выполнять жимы и подъем веса. Почитайте статью про то, как накачать дельты.
Нижних конечностей
Мышцы ног натренировать легче, есть много видов спорта, которые дают нагрузку на нижние конечности.
- Четырехглавая отвечает за ротацию и супинацию, выпрямление в тазобедренном суставе. Полезны все виды приседаний, жимы, разгибание ног с утяжелением. Тренируется также при занятии велоспортом, футболом, легкой атлетикой. Вот статья про то, как качать ноги.
- Бицепс бедра – за сгибание ног. Чтобы накачать, нужно выполнять любые упражнения, связанные с этим движением. Самым эффективным упражнением для бицепса бедра является мёртвая тяга со штангой.
- Большая ягодичная выполняет разворот бедра. Полезно плавание, лыжи, велоспорт. Прочитайте статью про то, как быстро накачать ягодицы.
- Икроножная участвует в работе коленного сустава, развороте стопы. Полезны полуприседы, прыжки, бег, велосипед.
- Камбаловидная разгибает стопу. Тренируется с помощью подъемов на носок.
- Большеберцовая и малоберцовая участвуют в поворотах и других движениях стопы. Нужно выполнять подъем на носки.
Типы мышечной ткани
Существует классификация по биохимическому составу. Установлено, что цвет мышцы зависит от степени наполненности его кровеносными сосудами и количества миоглобина. Чем больше элементов крови в единице объема мышечной ткани, тем красный цвет интенсивнее.
Профессиональные спортсмены, особенно, если это мужчина, знают, что окислительный обмен в различных видах мышц происходит по-разному. В мышечных волокнах А-типа (научное название – гликолитические) активность фермента сукцинатдегидрогеназы (СДГ) низкая, С-типа – высокая, В-типа – промежуточная.
Примечание
В быстрых гликолитических волокнах получение энергии производится анаэробным путем (без доступа кислорода). При этом образовывается молочная кислота. Такие волокна сильно и быстро сокращаются, именно на них направлены упражнения у бодибилдеров, а также участников спринтерских соревнований.
Тренировка основных групп мышечных волокон тела человека
Для поддержания мускулатуры в тонусе очень важны занятия спортом и полноценное питание. Из еды мы берем витамины, макро и микроэлементы, из которых состоит организм. В пище обязательно должен присутствовать белок – основа всех тканей. Не менее важны свежие овощи, поскольку в них содержится клетчатка, а она необходима для лучшего усвоения всех питательных веществ. Углеводы преобразуются в нашем теле в энергию и дают силу выполнять повседневную работу.
Каркас спины поддерживают хребет и прямую осанку
Очень важно уделять состоянию одной из основных групп мышц тела человека должное внимание. Малоподвижный образ жизни приводит мускулы к атрофии, они становятся слабыми, перестают работать в полную силу, и чаще подвержены травмам. Часто от болей в спине страдают люди, которые выполняют монотонную работу
Монотонная — это значит, что задействована лишь одна группа мускулов и постоянно напряжена, в то время как другие бездействуют. В итоге болит все тело: атрофированные ткани из-за отсутствия нагрузок и активные из-за постоянного напряжения
Часто от болей в спине страдают люди, которые выполняют монотонную работу. Монотонная — это значит, что задействована лишь одна группа мускулов и постоянно напряжена, в то время как другие бездействуют. В итоге болит все тело: атрофированные ткани из-за отсутствия нагрузок и активные из-за постоянного напряжения.
Недостаточное питье приводит к тому, что мускулы высыхают, они утрачивают свой объем и эластичность. Потеря этих качеств делает их уязвимыми к разрывам, растяжениям и повреждениям другого рода.
Ввиду особенностей строения мышцы основных групп при ушибах, механических повреждениях могут повреждаться — их волокна рвутся. Последствием этого может быть не только боль, но и утрата дееспособности. Но организм человека способен восстанавливать места разрывов и повреждений. Но если полностью ампутировать мускул, то организм не восстановит его.
Скелетные мышцы
Кости без плоти сами по себе служат просто остовом, каркасом. Мышечная ткань, из которой состоят все мускулы, образует мускулатуру. Она состоит из поперечных волокон, которые обладают эластичными свойствами. Это значит, что ей свойственно тянуться и приходить в исходное положение, как пружине. Она участвует в разных движениях: ходьба, дыхание, разговор, смех и др.
Состоит ткань основных и вспомогательных групп мышц из мышечных волокон и воды. Причем уровень жидкости равен примерно 75%. В составе волокон два вида клеток: миосимпласт и сателиты. Волокна бывают разной длины и могут достигать нескольких см, например, как в портняжной мышце. Крепятся ткани к скелету или друг к другу при помощи сухожилий. Есть специальная таблица с кратким описанием всех основных групп скелетных мышц. Рассмотрим основные сведения из нее.
- Голова. Жевательные, мимические. Приводят в движение нижнюю челюсть, помогают в выражении эмоций, речи, дыхании.
- Шея. Состоит из 14 мускулов. Они поддерживают щитовидную железу, защищают её при глотании, приводят в динамику голову, отвечают за повороты и вращательные движения шейного отдела.
- Спина. Плечевой, поясничный и тазовый отделы. Мышечные волокна участвуют в своде, вращении верхних конечностей, поддерживают тело и позвоночник в прямом положении, защищают хребет.
- Грудь. Плечевой и грудной отделы. Мышечные волокна участвуют в дыхании, защищают грудную клетку и органы, находящиеся в ее полости (легкие, сердце), активируются при движении рук, шеи.
- Живот. Диафрагма, пресс, косые мышцы. Мышцы также входят в таблицу основных групп, удерживают и защищают органы брюшной полости, участвуют в поворотах туловища, скручивании, вдох-выдох.
- Руки. Предплечье, плечо, запястье, фаланги пальцев. Мышечные волокна обеспечивают движения рук.
- Ноги. Бедро, голень, стопа. Любая динамика нижних конечностей, а также баланс при движении туловища обеспечиваются именно мышцами.
Основные группы мышц человека также делятся на поверхностные и внутренние. Ведь они расположены по всему телу в несколько слоев. В зависимости от выполнения работы бывают: сгибатели, разгибатели, вращательные, отвечающие за сведение и разведение. Также разняться по своей форме, ведь бывают в виде кольца, квадрата, треугольника и др.
БИОЛОГИЯ Том 2 — руководство по общей биологии — 2004
18.4.7. Медленные и быстрые мышечные волокна
Выделяют два типа скелетных мышечных волокон, каждый из которых имеет свои физиологические особенности. Это медленные (тонические) и быстрые (фазические волокна). Их строение, локализация и общие свойства указаны в табл. 18.3. В некоторых мышцах могут быть только быстрые или только медленные волокна, в других — волокна обоих типов в определенном соотношении.
Таблица 18.3. Строение, локализация и общие свойства быстрых и медленных мышечных волокон
Медленные (тонические) волокна |
Быстрые (фазические) волокна |
|
Строение |
Много митохондрий Саркоплазматический ретикулум развит слабо Красные — из-за присутствия миоглобина и цитохромных пигментов Содержание гликогена невелико Тесный контакт волокон с капиллярами для ускорения обмена веществами |
Мало митохондрий Саркоплазматический ретикулум хорошо развит Белые — миоглобина и цитохромных пигментов мало или нет вовсе Обилие гликогеновых гранул |
Расположение |
В глубоких слоях мышц конечностей |
Ближе к поверхности |
Иннервация |
Тонкие нервные волокна (5 мкм в диаметре). На одном мышечном волокне несколько концевых пластинок (это называется мультитерминальной иннервацией). Скорость проведения импульса 2—8 м · с-1 |
Толстые нервные волокна 10—20 мкм в диаметре. Обычно на одном мышечном волокне одна концевая пластинка (могут быть две). Скорость проведения 8—40 м · с-1 |
Возбудимость |
Мембрана не обладает электрической возбудимостью. Каждый импульс приводит к высвобождению лишь небольшого количества ацетилхолина. Таким образом, степень деполяризации мембраны зависит от частоты поступления раздражителей |
Мембрана обладает электрической возбудимостью |
Тип ответа |
Медленное градуальное сокращение. Медленное расслабление (приблизительно в 100 раз медленнее, чем у быстрых волокон) |
Быстрое сокращение (в 3 раза быстрее, чем у медленных волокон). Довольно быстрое утомление |
Физиологическая активность |
Источник АТФ — аэробное дыхание. Многие волокна при недостатке 02 продолжают работать за счет анаэробного гликолиза; в этом случае образуется молочная кислота и создается кислородная задолженность. По мере окисления дыхательного субстрата мобилизуются запасы углеводов или липидов. Тепло отводится от мышцы по мере его выработки Устанавливается равновесие между потребностями работающей мышцы и мышцы в покое |
Источник АТФ — анаэробные процессы (гликолиз). Быстро возникает кислородная задолженность. В качестве дыхательного субстрата интенсивно используется гликоген. Тепло поглощается волокнами, так как кровеносная система не обеспечивает его быстрого отведения Мышца некоторое время сокращается и тогда, когда кровеносная система не успевает обеспечить дополнительную доставку кислорода |
Функция |
Обеспечивают длительное сокращение мышцы; это используется для поддержания позы |
Обеспечивают немедленное быстрое сокращение, когда кровеносная система еще только приспосабливается к новому уровню мышечной активности; поэтому очень важны при локомоции |
Благодаря волокнам этих двух типов организм способен передвигаться и поддерживать позу. Быстрые волокна позволяют мышце сокращаться с высокой скоростью. В большом количестве эти волокна имеются у хищников; они обеспечивают быстроту реакций при ловле добычи. Вместе с тем потенциальная добыча, чтобы не стать жертвой хищников, тоже должна быть способна к быстрому реагированию. В обоих случаях от подвижности животного будут зависеть его шансы на выживание.
Когда животное находится в покое, оно поддерживает определенную позу с помощью тонических мышечных волокон. Им свойственно более медленное и длительное сокращение, но зато энергетические затраты при этом меньше, чем при сокращении быстрых волокон.
У человека все мышцы тела состоят из волокон обоих типов, но обычно один из них доминирует. Это имеет физиологическое значение, поскольку тонические мышцы способны к медленному и длительному сокращению и их соответственно больше в позных мышцах-разгибателях, тогда как в сгибателях, предназначенных для быстрых реакций, преобладают фазические волокна.
Быстрые мышечные волокна иногда называют белыми: в них относительно мало красного пигмента миоглобина, связывающего кислород. В медленных волокнах его намного больше и их называют красными.
ПредыдущаяСледующая
Структура мышц и принципы их работы
Каждая мышца – это не отдельный орган, а часть единой системы. Она состоит из множества взаимосвязанных клеток – миоцитов, они покрыты рыхлой и плотной соединительной тканью – фасцией.
В структуре каждой мышцы выделяют две зоны:
- Брюшко.
- Сухожилие.
Основная работа выполняется первой частью. Брюшко состоит из миоцитов, которые способны сокращаться. Поэтому функция этой зоны активная, сократительная.
Сухожилие выполняет пассивную работу – это плотная соединительная ткань, с помощью которой мышца прикрепляется к костям или суставам.
Костно-мышечная система человека работает в тесной взаимосвязи. Кости – это не только место прикрепления мышц, но источник кальция для их сокращения.
В свою очередь мышцы во время работы улучшают питание костей, ускоряя кровообращение и обменные процессы в области надкостницы.
Механизм работы мышечных волокон был открыт в середине XX века. Его назвали теорией скользящих нитей.
Сокращение и расслабление регулируется нервными импульсами с помощью ионов кальция и магния.
Магний – это как тормозная жидкость, позволяющая мышечным волокнам в покое не растрачивать энергию.
При прохождении нервного импульса высвобождаются ионы кальция, которые стимулируют сокращение волокон.
Питание осуществляется через тонкие капилляры, которые проходят между волокнами. Там же располагаются нервные пучки, через которые подается сигнал. Источником энергии служит глюкоза или жирные кислоты.
Обязательно также присутствие ионов кислорода. Причем, эти вещества постоянно должны поступать в организм извне. Мышцы не способны накапливать много АТФ. При недостатке энергии быстро начинается их истощение, утомление, накапливается молочная кислота.
Строение мышц человека
Мышечное волокно – это единая клетка, состоящая из нитей разной толщины.
Она многоядерная, но взаимодействуют волокна только на определенном участке. Он называется саркомером и составляет обычно 30% от длины мышцы. Именно на этом участке она сокращается или растягивается. Эластичность обеспечивается белками коллагеном и эластином.
Обязательно прочитайте мою подробнейшую статью про коллаген для суставов. Уверен, вам понравится.
Оболочка мышечных волокон покрыта миофибриллами. От их количества зависит скорость сокращения мышц и их сила. Тренировки приводят к увеличению толщины и количества миофибрилл. При росте их в 2 раза сила мышцы возрастает в 3 раза.
Сами миоциты состоят по большей части из воды, ее в составе мышечных клеток 70-80%. Есть также в них белки, гликоген, минеральные соли. А оболочка, от которой зависит работа волокон, имеет более сложное строение. В ней выделяют несколько веществ:
- актин – аминокислота, составляющая тонкие нити, отвечает за сокращение;
- миозин составляет толстые нити, представляет собой полипептидные цепочки из 2 тысяч аминокислот;
- актиномиозин – комплекс белков, образующийся при их взаимодействии.
Благодаря такому сложному строению каждое мышечное волокно способно выдерживать серьезные нагрузки. Сила мышц зависит от количества миоцитов, а также от входящих в их состав микроэлементов.
Если их клетки не будут получать белки, глюкозу, жирные кислоты и кислород, способность к сокращению снизится, они будут уменьшаться в размерах.
Заострим внимание на скелетных мышцах
Основной структурной составляющей мышечной ткани является миоцит — мышечная клетка. Одной из отличительных черт миоцита является то, что его длина в сотни раз превосходит его поперечное сечение, поэтому миоцит называют также мышечным волокном. От 10 до 50 миоцитов соединяются в пучок, а из пучков формируется собственно мышца — в бицепсе, например, до миллиона мышечных волокон.
Между пучками мышечных клеток проходят мельчайшие кровеносные сосуды — капилляры, и нервные волокна. Пучки мышечных волокон и сами мышцы покрыты плотными оболочками из соединительной ткани, которые на концах своих переходят в сухожилия, прикрепляющиеся к костям.
Основное вещество мышечной клетки называется саркоплазмой. В неё погружены тончайшие мышечные нити — миофибриллы, которые и являются сократительными элементами мышечной клетки. Каждая миофибрилла состоят из тысяч элементарных частиц — саркомеров, основной особенностью которых является способность сокращаться под воздействием нервного импульса.
В ходе целенаправленных силовых тренировок увеличивается как количество миофибрилл мышечного волокна, так и их поперечное сечение. Сначала этот процесс приводит к увеличению силы мышцы,затем — и к увеличению её толщины. Однако количество самих мышечных волокон остаётся прежним — оно обусловлено генетическими особенностями развития организма и в течении жизни не меняется. Отсюда можно сделать вывод и о различных физических перспективах спортсменов — те из них, чьи мышцы состоят из большего количества волокон, имеют больше шансов увеличить толщину мышц за счёт силовых тренировок, чем те спортсмены, чьи мышцы содержат меньше волокон.
Итак, сила скелетной мышцы зависит от её поперечного сечения — то есть от толщины и количества миофибрилл, формирующих мышечное волокно. Однако возрастают показатели силы и мышечной массы не одинаково: при увеличении мышечной массы в два раза, сила мышц становится в три раза большей, и единого объяснения этого феномена у учёных пока что нет.
Строение скелетных мышц
Структурной основой скелетных мышц является поперечио-полосатая мышечная ткань 12, которая состоит из многоядерных клеток, имеющих вид поперечно исчерченных волокон, способных к изменению своей длины, то есть к сокращению. Именно эта ткань образует часть мышцы, называемую брюшко (рис. 22). Волокна собраны в пучки, каждый пучок покрыт оболочкой из соединительной ткани. Пучки, в свою очередь, собраны в скелетную мышцу и тоже покрыты общей соединительно-тканной оболочкой — фасцией. На концах мышц эта оболочка утолщается и превращается в сухожилия, которые прикрепляют мышцу к специальным шероховатостям, бугоркам и выростам на костях (см. рис. 22).
Моя лаборатория
Мышечные ткани образованы клетками, обладающими свойствами возбудимости и сократимости. Возбудимость — это способность клеток отвечать на внешние раздражители, а сократимость — способность клеток этих тканей менять свои размеры под действием этих самых раздражителей. Дело в том, что в состав мышечных тканей входят особые сократительные белки — актин и миозин, которые, взаимодействуя между собой, уменьшают длину мышечных клеток, и вся мышца сокращается (рис. 24).
Поперечно-полосатые мышечные клетки (волокна) очень тонкие, но длинные. Мышечные сократительные белки расположены в этих клетках в строгом порядке и образуют регулярно чередующиеся светлые и тёмные полоски поперёк волокна мышцы, хорошо различимые под микроскопом. Поэтому скелетные мышцы и получили название поперечно-полосатых. Сокращение клеток гладкой мышечной ткани обеспечивается теми же сократительными белками, что и клеток поперечно-полосатых мышц, но эти белки расположены не так упорядоченно, поэтому поперечная ис- черчеппость клеток не видна.
Новые понятия
Брюшко скелетной мышцы, сухожилие, фасция. Мимические мышцы. Брюшной пресс. Диафрагма
Ответьте на вопросы
1. Какова роль скелетных мышц в работе опорно-двигательной системы и всего организма?
2. Каково строение скелетной мышцы?
Выполните задание
Охарактеризуйте особенности основных групп скелетных мышц в связи с их расположением в организме. Назовите наиболее развитые мышцы в организме человека и опишите их функции.
ПОДУМАЙТЕ!
Какое значение для мышцы имеют многочисленные кровеносные сосуды и нервные окончания, пронизывающие ее?