они, как любая биологически активная ткань, обладают рядом
физиологических свойств, таких как: 1) раздражимость; 2) возбудимость; 3)
проводимость;4) сократимость. Именно благодаря способности сокращаться
мышцы являются тем звеном в динамической цепи движения, которое,
действуя на костные рычаги, изменяет положение тела человека или его
частей в пространстве.
В теле человека около 600 мышц; из них около 400 скелетных
мышц (40-45% массы тела; у спортсменов -53%). В целом они
составляют мышечную систему организма.
Функции мышечной системы:
1) осуществление многообразия движений между частями тела
(туловищем, головой, конечностями);
2) фиксация положения тела в пространстве (в частности,
вертикального положения);
3) перемещение тела в пространстве (ходьба, бег, прыжки);
4) осуществление механизмов дыхания, жевания, глотания, речи;
5) движение органов внутри организма (сердце, язык, кишечник, кровоток и лимфоток);
6) участие в обмене веществ (в теплообмене);
7) рецепция (термо- и хеморецепторы) сигналов внешней среды;
8) участие в поддержании гомеостаза.
Поперечно-полосатая мышечная ткань, составляющая скелетную
мускулатуру человека, весьма значительна. У взрослого человека она составляет 40% от массы тела (у мужчин - 40-45 %, у женщин -37-40%), у новорожденных - 20-22%, у пожилых и стариков ~ 25-30%.
Внешнее строение мышцы
/- брюшко; 2 - головка (фиксированная точка, начало); 3 - хвост (подвижная точка); 4 - сухожилие. Скелетная мышца образована поперечно-полосатыми
мышечными волокнами или мионами, являющимися структурно-функциональными единицами мышцы. Среднюю, широкую часть мышцы, содержащую мышечные волокна, называют телом или брюшком. Различают 2 конца: один является началом мышцы и получил название головки (фиксированной точки), другой, противоположный называется хвостом мышцы (ее подвижная точка. У обоих концов мышцы соединительная ткань образует соединительнотканное сухожилие, которым мышца прикрепляется к кости. Плоское расширенное сухожилие называется апоневрозом (у мышц живота).
Брюшко - это активно сокращающаяся часть мышцы, а сухожилие -это пассивная часть. Вначале мышечные волокна брюшка, идущие
параллельно друг другу, связываются рыхлой соединительной тканью -эндомизием, в пучки 1-го порядка.
Все пучки 1-го порядка объединяются соединительнотканной оболочкой - перимизием, составляя мышечное брюшко.
Всю мышцу в целом одевает плотный соединительнотканный футляр - эпимизий или фасция. Фасции могут покрывать и группы мышц. Великий русский хирург и анатом Николай Иванович Пирогов назвал фасции "мягким скелетом тела".
Мышца обильно снабжена кровеносными сосудами и нервами, которые проникают в нее в определенной области, называемой воротами, и распространяются по эндо- и перимизию.
43 Таким образом, мышца - это целостное образование, отдельный
высокоспециализированный орган, имеющий определенную форму,
строение и функцию.
Когда речь идет о "месте начала" (неподвижная точка мышцы) и "месте прикрепления" (подвижная точка мышцы), то это деление условно, т.к. оно зависит от конкретного случая, в котором происходит движение. Но обычно дистальное звено мышцы более подвижно, чем проксимальное. Откуда возникло название "поперечно-полосатая мышечная ткань"?
Рассмотрим строение мышечного волокна под микроскопом.
Строение мышечного волокна
1 - сарколемма (двухслойная
гл оболочка),
2- саркоплазма (мышечная
цитоплазма);
3- ядра (вытянутой формы,
несколько десятков тысяч);
форма длинного цилиндра 4- миофибриллы;
(от 1-40 мм до 10-12 см) 5- митохондрии (с большим
кол-вом крист на внутренней мембране) в саркоплазме, а а также другие органеллы.
Каждое мышечное волокно состоит из сократимых нескольких десятков миофибрилл, заполняющих основную часть саркоплазмы и расположенных продольно, трофических (миоглобин, саркоплазма) и опорных (Z и М полоски, каналы Т-системы, сарколемма) структур.
Строение миофибриллы
Миофибрилла - это структурный сократительный элемент мышечного волокна.
Поперечная исчерченность обусловлена наличием чередующихся
полосок (дисков):
44
1)двоякопреломляющих проходящий через них свет
(темные)- анизотропные диски (А-диски), длиной 1,5-2 мкм;
2) однопреломляющих свет (светлые)- изотропные диски (Y-диски), длиной 1 мкм.
Под электронным микроскопом (при увеличении 200 000) установлено, что миофибрилла состоит из протофибрилл (миофиламентов).
Миофиламеиты
тонкие, диаметром 6-9 мкм толстые, диаметром 10-17 мкм,
построены из сократительного построены из белка миозина,
белка актина и образуют светлые образуют темные анизотроп-
диски (I). ные диски (А).
Для их прикрепления служат особые белковые структуры -
диафрагмы (перегородки), к которым фиксируются
вышеперечисленные миофиламеиты: телофрагма (Т) или Z-линия, за которую цепляются актиновые филаменты посредством белка - а-актинина и мезофрагма (М) или М-линия, к которой прикрепляются миозиновые филаменты (с помощью особого белка-миомезина). Филаменты актина объединены с Z-линией и нитями миозина фибриллярными нерастяжимыми молекулами небулина. Миозиновые филаменты не доходят до Z-линии, однако они фиксированы по отношению к ней растяжимыми белковыми молекулами коннектина (титана). В мышце, находящейся в расслабленном состоянии, в средней части А-диска различима светлая зона (Н-диски), в центре которой расположена М-полоска.
Участок миофибриллы между двумя телофрагмами называется саркомером, который является структурно-функциональной единицей
45 миофибриллы (в состоянии покоя). На участке миофибриллы длиной 5
см насчитывается более 20 000 саркомеров.
Трофические компоненты мышечного волокна обеспечивают его облик, питание и дыхание. Так, миоглобин - пигмент мышечного волокна, придающий мышцам красную окраску, депонирует кислород, необходимый для окислительно-энергетических процессов в мышечном волокне, лежащих в основе его сократимости.
Саркоплазматическая сеть формирует сеть каналов или цистерн, симметрично расположенных по отношению к поперечным каналам (Т-каналам), проводящим возбуждение с нерва на мышечное волокно. В цистернах сети накапливаются ионы кальция, необходимые для инициации сократительного акта миофиламентов.
Механизм сокращения мышечных волокон
При мышечном сокращении картина несколько меняется. Шведский
ученый А. Хаксли в 1957г. предложил теорию мышечного сокращения -теорию "скольжения" миофиламентов относительно друг друга.
Когда мышца расслаблена, в канальцах Т-системы саркоплазмы миофибрилл аккумулируются ионы Са**, интенсивно синтезируется АТФ. Под влиянием возбуждающего нервного сигнала, который распределяется по цитолемме, ионы Са** освобождаются, поступают к миофиламентам и инициируют сократительный акт. Молекулы миозина имеют длинный хвост, на одном конце которого расположены две головки. При повышении концентраций ионов кальция в области присоединения головок (шарнирный участок) молекулы миозина изменяют свою конфигурацию. При этом, поскольку между миозиновыми филаментами расположены актиновые, головки миозина связываются с актином (при участии вспомогательных белков - тропомиозина и тропонина), затем головка миозина наклоняется и тянет за собой актиновую молекулу в сторону М-линии.
При этом актиновые и миозиновые миофиламенты скользят относительно друг друга. В результате взаимного встречного перемещения нитей актина и миозина Z-линии (телофрагмы) сближаются, при этом саркомер укорачивается, а вместе с ним и вся миофибрилла и, вследствие этого, все мышечное волокно (и, в целом, мышцы).
При физической нагрузке светлые участки почти исчезают, становятся очень узкими. Наполовину укорачивается брюшко мышцы.
СОКРАЩЕНА |
РАССЛАБЛЕНА
Большую роль в сокращении играет нервно- мышечный аппарат.
Двигательная единица - мотонейрон и иннервируемые им мышечные волокна.
Нервный импульс мышца получает по веточкам аксона двигательного нейрона. В области мышечного волокна веточки (ва) аксона разделяются на вторичные веточки (вв), заканчивающиеся на волокне нервными окончаниями (в виде пуговок, бляшек).