Из чего состоит мышечное волокно: Из чего состоят мышечные волокна?

Содержание

7.2 Строение мышечных волокон и механизм мышечных сокращений

Статическая сила,
динамическая сила, статическая силовая
выносливость, динамическая силовая
выносливость… — физические качества,
уровень развития которых определяет
спортивный результат в подтягивании.

Миофибриллы,
митохондрии, саркоплазматический
ретикулум… — структурные элементы
мышечной клетки, участвующие в
преобразовании потенциальной химической
энергии в полезную механическую работу
или мышечное напряжение.

Креатинфосфатная
реакция, гликолиз, аэробное окисление
– механизмы энергообеспечения, которые
служат делу обеспечения непрерывного
ресинтеза АТФ в работающих мышцах.

Медленные
окислительные, быстрые гликолитические,
быстрые окислительно-гликолитические
– типы мышечных волокон, отличающихся
по скорости сокращения, активности
ферментов ресинтеза АТФ, преимущественным
механизмам энергопродукции.

Попробуем увязать
между собой физические качества
спортсмена, физиологию мышечного
сокращения и биохимические процессы,
происходящие в мышечных клетках.

Для
этого предварительно рассмотрим строение
мышечного волокна и механизм мышечного
сокращения в той степени, в которой это
необходимо для подтягиваний.

Скелетная
мышца состоит из мышечных волокон
(миоцитов). Мышечные волокна представляют
собой гигантские многоядерные клетки
длиной от 0,1 до 2-3 сантиметров, а в
некоторых мышцах миоциты достигают 12
сантиметров. Площадь поперечного сечения
мышечных клеток составляет от 3 до 10
квадратных микрометров.

Волокно покрыто
эластичной оболочкой — сарколеммой и
состоит из саркоплазмы, структурными
элементами которой являются такие
органоиды, как митохондрии, рибосомы,
трубочки и пузырьки саркоплазматической
сети (ретикулума) и так называемая
Т-система а также различные включения.
В саркоплазме условно выделяют две
части – саркоплазматический матрикс
и саркоплазматический ретикулум.

Саркоплазматический
ретикулум, представляющий собой
определённым образом организованную
сеть соединяющихся цистерн (содержащих
в большой концентрации ионы кальция)
и трубочек, играет важную роль в механизмах
сокращения и расслабления мышцы. Кроме
того, к части ретикулума прикреплены
рибосомы, специальные сферические
образования, на которых и при участии
которых происходит биосинтез белков.
Саркоплазматическая сеть с помощью
особых трубочек, называемых Т-системой,
связана с оболочкой мышечной клетки.
Т-система также имеет прямое отношение
к мышечному сокращению, так как по ней
передаётся изменение электрического
потенциала поверхностной мембраны
элементам ретикулума, что приводит к
освобождению ионов кальция, поступающих
к миофибриллам и запускающих процесс
мышечного сокращения [24].

Рисунок
7.3 Строение
Т-системы и саркоплазматического
ретикулума мышечного волокна

[из
[24] по: Кроленко, 1975].

Саркоплазматический
матрикс представляет собой коллоидный
раствор, содержащий белки, гликоген,
жировые капли и другие включения [11].
Миофибриллы – сократительные элементы
мышечных клеток – также находятся в
саркоплазматическом матриксе.

Кроме того, в
саркоплазме находятся ферменты гликолиза,
расщепляющие гликоген или глюкозу до
пировиноградной или молочной кислоты
и креатинкиназа – фермент, ускоряющий
креатинфосфатную реакцию. Особый белок
саркоплазмы – миоглобин – обеспечивает
некоторый запас кислорода в мышечной
ткани, а также участвует в переносе
кислорода от сарколеммы к митохондриям.

Мышечная клетка
имеет не одно, а множество ядер, которые
располагаются на её периферии – под
сарколеммой. Внутри каждого ядра
находится ДНК, являющаяся носителем
носледственной информации и состоящая
из генов, в которых закодирована структура
всех синтезируемых мышечными волокнами
белков.

Лизосомы,
представляющие собой микроскопические
пузырьки, содержат в растворённом виде
различные ферменты, способные в условиях
кислой реакции среды расщеплять различные
высокомолекулярные вещества. Такая
необходимость может возникать в мышечных
клетках, например, при очень напряжённой
мышечной деятельности.

Строение мышечных волокон | Построй себя сам!

Мышцы состоят из упругой и эластичной ткани, которая сокращается от воздействия нервных импульсов центральной нервной системы. В организме стандартного телосложения на долю мышечных волокон приходится более 40 % массы тела. Мышечные волокна принимают участие в двигательных процессах тела, кровообращении (в каждом кровеносном сосуде есть мышечные волокна), пищеварении, дыхании и других многих важных физиологических функциях организма. Принято считать, что в человеческом организме 640 мышц. Самые маленькие мышцы в организме прикреплены к мельчайшим косточкам, которые находятся в ухе. Самые крупные мышцы — это большие ягодичные мышцы. Самая длинная — это продольная мышца спины. Самые сильные мышцы — жевательные, то есть мышцы костей челюсти. Их усилие на сдавливание может превышать 400 килограмм давления.

Оглавление

1 Функции мышц
2 Строение мышцы
3 Типы мышечной ткани
- 3.1 Скелетные или поперечно-полосатые мышцы
- 3. 2 Мышца сердца
- 3.3 Гладкая мышечная ткань

Функции мышц

Двигательная функция. Благодаря мышцам двигаются части тела и отображают в действии мысли, желания и чувства человека (мимика лица). Таким образом любое движение человека невозможно без мышечной ткани.

Защитная функция. Пример, брюшная полость (живот) защищается мышцами брюшного пресса. Почти все кости и суставы в человеческом теле защищены мышечной тканью. Мышечная ткань осуществляет два самых главных фактора защиты костей и суставов. Это защита от механических воздействий, то есть банальных ушибов. Поврежденные мышцы полностью восстанавливаются и омолаживаются за время от 3 до 14 дней. А кости и суставы значительно дольше, а иногда и не восстанавливаются должным образом. Второй фактор (не менее) — это защита от холода. Коленные суставы не закрыты должным образом мышцами, поэтому часто страдают механически и термически.

Функция формирования. Развитие мышц определяет форму человеческого тела.

Энергетическая функция. Это своеобразный двигатель, который преобразует химическую энергию в механическую и тепловую энергию

Строение мышцы

Как уже многим известно, мышцы состоят из воды примерно на 70%, иногда до 80%. Это не совсем точное утверждение. Состоят мышцы не из воды, а из жидкости, которая формируется организмом, а это не совсем вода.

Минимальный структурный составляющий элемент всех типов мышечных волокон стоит рассмотреть и изучить более подробно. Непосредственно мышечное волокно, из которого состоят все мышцы, является не только клеточной составляющей мышцы (как все прочие), но и физиологической составляющей мышцы, которая способна сокращаться. Эта способность к сокращению напрямую связана со строением мышечного волокна, содержащего не только органеллы (составляющие клетки), но и специфические составляющие элементы, связанные с механизмом сокращения непосредственно — это миофибриллы. В их состав входят «сократительные» белки, которые называются актин и миозин.

Миозин — это основной белок мышечных волокон. Содержание его мышечных волокнах достигает 60%. Актин — это сократительный белок мышцы, содержание его около 15% от белка мышц. Актомиозин — это белковый комплекс мышечного волокна, состоящий из актина и миозина, который сокращается благодаря энергии, освобожденной в результате процесса гидролиза АТФ. Это сложное химическое соединение, которое является складом или аккумулятором энергии во всех живых организмах с мышечной структурой. Вырабатывается в ходе метаболических процессов — реакций, связанных с разложением пищевых веществ. В мышцах актомиозин создает волокна, расположенные в определенном порядке.

Мышечные волокна образуют пучки, которые питаются кровеносными сосудами и управляются нервом, подведенным к мышце, чей импульс приводит к сокращению. Вся эта конструкция прикрепляется к кости или другой, более мощной мышце, с помощью сухожилия.

Порядок, в котором располагаются мышечные волокна, определяет тип ткани и ее непосредственное назначение, которые тоже лучше знать и понимать.

Типы мышечной ткани

Все мышцы человеческого организма состоят из трёх типов волокон: скелетных (поперечно — полосатых), гладких и мышц сердца.

Скелетные или поперечно-полосатые мышцы

Это пучки мышечных волокон, которые соединены друг с другом слоями соединительной ткани. Данные длинные пучки соединяются в группы и образуют более крупную конструкцию связок мышечных волокон. Такая конструкция способна очень быстро сокращаться и так же быстро приходить в расслабленное состояние (буквально за долю секунды). Но самое важное — ее работа управляется волей человека с помощью нервных импульсов. Эти мышцы не способны работать длительное время, они быстро истощаются. Эти мышцы называют еще белыми волокнами. Они характеризуются небольшим содержанием белка миоглобина, но большим содержанием гликогена.

Мышца сердца

Этот тип волокна, похож на вышеописанный тип, но отличается строением и сокращается непроизвольно, самостоятельно, не вызывая при этом усталости внутреннего органа, сердца. При обычной работе сердце сокращается около 1 сек, но при увеличении нагрузки на кровеносную и мышечную систему частота сокращений увеличивается. Эта мышца сокращается самопроизвольно и уникальной ее особенностью является способностью сохранять ритм сокращения даже при извлечении этой мышцы из организма человека.

Гладкая мышечная ткань

Эти мышцы еще называют красными волокнами. Они отличаются от белых высоким содержанием белка миоглобина, который и придает им красный цвет.

Этот тип сокращается медленно и способен работать длительное время, а самое главное и интересное — непроизвольно, то есть сокращаться вне зависимости от желания человека. Из таких гладких мышечных волокон состоят внутренние органы, стенки пищевода, все кровеносные сосуды, половые органы и дыхательные пути. Эти мышцы отличаются автоматизмом, то есть способны возбуждаться при отсутствии каких либо внешних раздражителей. Если сокращение скелетных мышц (белых волокон) продолжается меньше одной секунды, то сокращения гладких мышц (красных волокон) продолжается от трех секунд до трех минут. Они способны на длительное время работы и истощаются медленнее, чем белые волокна. Также они слабее, чем белые волокна.

Следует отметить, что все типы мышечных волокон присутствуют во всех мышцах, но в разных количествах.

Если у мышцы с одного конца одно сухожилие (по сути — крепление), а с другого конца — несколько, то такие мышцы называют двух-, трех-, или четырехглавыми.

Мышечные волокна: анатомия, функции и многое другое

Мышечная система управляет движением нашего тела и внутренних органов. Мышечная ткань содержит так называемые мышечные волокна.

Мышечные волокна состоят из одной мышечной клетки. Они помогают контролировать физические силы внутри тела. Когда они сгруппированы вместе, они могут способствовать организованному движению ваших конечностей и тканей.

Существует несколько типов мышечных волокон, каждый из которых имеет разные характеристики. Продолжайте читать, чтобы узнать больше об этих различных типах, их функциях и многом другом.

В вашем теле есть три типа мышечной ткани. К ним относятся:

скелетные мышцы
гладкие мышцы
сердечные мышцы

Каждый из этих типов мышечной ткани имеет мышечные волокна. Давайте углубимся в мышечные волокна в каждом типе мышечной ткани.

Скелетная мышца

Каждая из ваших скелетных мышц состоит из сотен или тысяч мышечных волокон, плотно обернутых соединительной тканью.

Каждое мышечное волокно содержит более мелкие единицы, состоящие из повторяющихся толстых и тонких филаментов. Это приводит к тому, что мышечная ткань становится исчерченной или имеет полосатый вид.

Волокна скелетных мышц подразделяются на два типа: тип 1 и тип 2. Тип 2 далее подразделяется на подтипы.

Тип 1. Эти волокна используют кислород для выработки энергии для движения. Волокна типа 1 имеют более высокую плотность генерирующих энергию органелл, называемых митохондриями. Это делает их темными.
Тип 2А. Как и волокна типа 1, волокна типа 2А также могут использовать кислород для выработки энергии для движения. Однако они содержат меньше митохондрий, что делает их легкими.
Тип 2В. Волокна типа 2B не используют кислород для выработки энергии. Вместо этого они накапливают энергию, которую можно использовать для коротких всплесков движения. Они содержат даже меньше митохондрий, чем волокна типа 2А, и кажутся белыми.

Гладкие мышцы

В отличие от скелетных мышц, гладкие мышцы не имеют поперечно-полосатой структуры. Их более однородный внешний вид дал им свое название.

Гладкие мышечные волокна имеют продолговатую форму, напоминающую футбольный мяч. Кроме того, они в тысячи раз короче волокон скелетных мышц.

Сердечная мышца

Подобно скелетным мышцам, сердечная мышца имеет поперечно-полосатую структуру. Их можно найти только в сердце. Волокна сердечной мышцы обладают некоторыми уникальными свойствами.

Волокна сердечной мышцы имеют собственный ритм. Специальные клетки, называемые пейсмекерами, генерируют импульсы, заставляющие сердечную мышцу сокращаться. Обычно это происходит в постоянном темпе, но также может ускоряться или замедляться по мере необходимости.

Во-вторых, волокна сердечной мышцы разветвлены и связаны между собой. Когда клетки кардиостимулятора генерируют импульс, он распространяется организованным волнообразным паттерном, что облегчает работу сердца.

Типы мышечной ткани выполняют различные функции в организме:

Скелетные мышцы. Эти мышцы прикреплены к вашему скелету сухожилиями и контролируют произвольные движения вашего тела. Примеры включают ходьбу, наклонение и поднятие предмета.
Гладкая мускулатура. Гладкие мышцы действуют непроизвольно, то есть вы не можете их контролировать. Они находятся во внутренних органах и глазах. Примеры некоторых из их функций включают перемещение пищи по пищеварительному тракту и изменение размеров зрачка.
Сердечная мышца. Сердечная мышца находится в вашем сердце. Как и гладкие мышцы, это также непроизвольно. Сердечная мышца сокращается скоординированно, позволяя сердцу биться.

Мышечные волокна и мышцы обеспечивают движение тела. Но как это происходит? Хотя точный механизм различен для поперечнополосатых и гладких мышц, основной процесс аналогичен.

Первое, что происходит, называется деполяризацией. Деполяризация – это изменение электрического заряда. Он может быть инициирован стимулирующим входом, таким как нервный импульс, или, в случае сердца, клетками водителя ритма.

Деполяризация приводит к сложной цепной реакции в мышечных волокнах. В конечном итоге это приводит к высвобождению энергии, что приводит к сокращению мышц. Мышцы расслабляются, когда перестают получать стимулирующий импульс.

Возможно, вы также слышали о так называемых быстросокращающихся (FT) и медленно сокращающихся (ST) мышцах. FT и ST относятся к волокнам скелетных мышц. Типы 2А и 2В считаются FT, а волокна типа 1 — ST.

FT и ST относятся к тому, как быстро сокращаются мышцы. Скорость, с которой мышца сокращается, определяется тем, насколько быстро она воздействует на АТФ. АТФ — это молекула, которая высвобождает энергию при расщеплении. Волокна FT расщепляют АТФ в два раза быстрее, чем волокна ST.

Кроме того, волокна, которые используют кислород для производства энергии (АТФ), утомляются медленнее, чем те, которые этого не делают. Итак, что касается выносливости, скелетные мышцы перечислены в порядке убывания:

тип 1
тип 2A
тип 2B

Волокна ST хороши для длительной работы. Это может включать в себя такие вещи, как удержание осанки и стабилизация костей и суставов. Они также используются в упражнениях на выносливость, таких как бег, езда на велосипеде или плавание.

Волокна FT производят более короткие, более взрывные выбросы энергии. Из-за этого они хороши в деятельности, связанной с всплеском энергии или силы. Примеры включают спринт и тяжелую атлетику.

У всех на теле есть как FT, так и ST мышцы. Однако общее количество каждого из них сильно различается у разных людей.

Состав FT и ST также может влиять на легкую атлетику. Вообще говоря, у спортсменов, занимающихся выносливостью, часто больше волокон ST, в то время как у таких спортсменов, как спринтеры или пауэрлифтеры, часто больше волокон FT.

Возможны проблемы с мышечными волокнами. Некоторые примеры этого включают, но не ограничиваются:

Судороги. Мышечные судороги возникают, когда одно волокно скелетной мышцы, мышца или целая группа мышц непроизвольно сокращаются. Они часто болезненны и могут длиться несколько секунд или минут.
Травма мышц. Это когда скелетные мышечные волокна растягиваются или разрываются. Это может произойти, когда мышца растягивается сверх своих пределов или ее заставляют сокращаться слишком сильно. Некоторые из наиболее распространенных причин – это занятия спортом и несчастные случаи.
Паралич. На самом деле это происходит из-за состояний, поражающих нервы. Эти состояния могут поражать скелетные мышцы, приводя к слабости или параличу. Примеры включают паралич Белла и синдром канала Гийона.
Астма. При астме гладкая мышечная ткань дыхательных путей сокращается в ответ на различные триггеры. Это может привести к сужению дыхательных путей и затруднению дыхания.
Ишемическая болезнь сердца (ИБС). Это происходит, когда сердечная мышца не получает достаточного количества кислорода, и может вызвать такие симптомы, как стенокардия. ИБС может привести к повреждению сердечной мышцы, что может повлиять на работу сердца.
Мышечные дистрофии. Это группа заболеваний, характеризующихся дегенерацией мышечных волокон, что приводит к прогрессирующей потере мышечной массы и слабости.

Все мышечные ткани вашего тела содержат мышечные волокна. Мышечные волокна представляют собой одиночные мышечные клетки. Когда они сгруппированы вместе, они работают, чтобы генерировать движение вашего тела и внутренних органов.

У вас есть три типа мышечной ткани: скелетная, гладкая и сердечная. Мышечные волокна в этих типах тканей имеют разные характеристики и качества.

Возможны проблемы с мышечными волокнами. Это может быть связано с такими вещами, как прямая травма, состояние нерва или другое основное состояние здоровья. Условия, влияющие на мышечные волокна, могут, в свою очередь, влиять на функцию конкретной мышцы или группы мышц.