Свойства и функции скелетных мышц: Скелетные мышцы — урок. Биология, 8 класс.

9. Строение, функции и свойства скелетных мышц. Классификация скелетных мышечных волокон. Строение, свойства и функции гладких мышц.

Скелетная
мышца
образована поперечнополосатой мышечной
тканью, волокна которой скреплены при
помощи соединительной ткани в отдельные
пучки. Мышца прони­зана большим
количеством кровеносных сосудов и
нервов. Идущая по сосудам кровь приносит
мышце питательные вещества и кислород,
выносит из неё углекислоту и другие
продукты её жизнедеятель­ности. По
нервам проводится возбуждение как к
мышце, так и от неё. На концах мышца
переходит в сухожильную соединительную
ткань, при помощи которой прикрепляется
к костям. Структурно-функциональной
сократительной единицей миофибриллы
является сакромер — повторяющийся
участок фибриллы, ограниченный двумя
пластинками Z.

Свойства
скелетных мышц:
растяжимость, эластичность, пластичность,
сократимость.

Функции
скелетных мышц:
1 — передвижение тела в пространстве,
2 — перемещение частей тела относительно
друг друга, 3 — поддержание позы, 4 —
передвижение крови и лимфы, 5 – выработка
тепла, 6 – участие в акте вдоха и выдоха,
7 – двигательная активность как важнейший
антиэнтропийный и антистрессовый
фактор, 8 – депонирование воды и солей,
9 – защита внутренних органов

Мышечные
волокна делятся на 3 вида: скелетные,
сердечные и гладкие. Скелетные
волокна
подразделяются на фазные (они генерируют
ПД) и тонические (не способны генерировать
полноценный потенциал действия
распространяющегося типа). Фазные
волокна делятся на быстрые волокна
(белые, гликолитические) и медленные
(красные, окислительные). Скелетные
мышцы имеют два типа волокон: интрафузальные
(находятся внутри мышечного веретена
– специализированного мышечного
рецептора, располагающегося в толще
скелетной мышцы; эти волокна необходимы
для регуляции чувствительности
рецептора; управляются гамма-мотонейронами)
и экстрафузальные (все, принадлежащие
данной мышце и не входящие в состав
мышечного веретена).

Гладкие
мышцы
находятся в стенках внутренних органов
и кровеносных сосудов. Регуляция их
тонуса и сократительной активности
осуществляется эфферентными волокнами
симпатической и парасимпатической
нервной системы, а также местными
гуморальными и физическими воздействиями.

Сократительный
аппарат гладких мышц, как и скелетных,
состоит из толстых миозиновых и тонких
актиновых нитей. Вследствие их
нерегулярного распределения клетки
гладких мышц не имеют характерной для
скелетной и сердечной мышцы поперечной
исчерченности. Гладкомышечные клетки
имеют веретенообразную форму, длину
50-400 мкм и толщину 2-10 мкм. Они отделены
друг от друга узкими щелями (60-150 нм).
Возбуждение электротонически
распространяется по мышце от клетки к
клетке через особые плотные контакты
(нексусы) между плазматическими
мембранами соседних клеток.

Гладкие
мышцы делятся на тонические (не способны
развивать быстрые сокращения) и
фазно-тонические(обладающие автоматией
– способные к спонтанной генерации
фазных сокращений и не обладающие
автоматией).

Свойства
гладких мышц:
электрическая активность, автоматия,
пластичность, растяжимость, сократимость,
самовозбудимость, способность к
длительным сокращениям.

Функции:
обеспечивают функцию полых органов,
стенки которых они образуют, осуществляется
изгнание содержимого из мочевого
пузыря, кишки, желудка, желчного пузыря,
матки; обеспечивают сфинктерную функцию
– создают условия для хранения
содержимого полого органа в этом органе
– мочу в мочевом пузыре, плод в матке;
в системе кровообращения и лимфообращения
– изменяя просвет сосудов, адаптируют
региональный кровоток к местным
потребностям в кислороде, питательных
веществах.

Биология Строение и функции скелетных мышц

Мышцы всегда в движении, этим они обеспечивают работу внутренних органов и внешних частей тела. В организме человека различают гладкие, мимические и скелетные мышцы — всего около 600.

Гладкие мышцы образуют стенки пищевода, желудка, кишечника, кровеносных сосудов, воздухоносных путей. Мимические мышцы позволяют человеку выражать свои эмоции. Скелетные мышцы обеспечивают все движения.

Каждая мышца состоит из параллельных пучков поперечно-полосатых мышечных волокон. Если мышечные волокна рассматривать под микроскопом, то можно увидеть чередующиеся темные и светлые полосы. Это миофибриллы, или сократительные волокна, образованные белками.  Снаружи каждый пучок одет в оболочку, а вся мышца покрыта тонкой соединительно-тканной пленкой. Основа скелетной мышцы — мышечное волокно, которое, по сути, является  огромной клеткой. Длина волокна достигает 14 см, а диаметр клетки равен нескольким сотым долям миллиметра.

В мышце выделяют головку, брюшко и хвост. Головка прикрепляется к одной кости, а хвост — к другой с помощью нерастяжимых сухожилий, которые срастаются с надкостницей.

Мышца выполняет много работы, поэтому к ней подходят кровеносные сосуды, которые обеспечивают ее кислородом и осуществляют обмен веществ. По нервным окончаниям к мышцам передается нервный импульс.

Итак, мышца — это орган, состоящий из мышечной ткани, кровеносных сосудов, нервов.

Все мышцы обладают  способностью реагировать на нервные импульсы, уменьшать или увеличивать свою толщину и длину, а также принимать прежнее положение после растяжения.

Мышцы в организме человека имеют разную форму. Большинство — веретенообразные, но встречаются мышцы лентовидной, ромбовидной, трапециевидной и квадратной формы.

Некоторые мышцы различаются по количеству головок — двуглавая, трехглавая, четырехглавая мышцы.

В организме человека несколько групп мышц: мышцы головы, мышцы туловища, мышцы конечностей.

К мышцам головы относят мимические и жевательные.

Мимические мышцы одним концом прикрепляются к костям лицевого отдела черепа, а вторым — к коже. Когда мышца сокращается, она тянет за собой кожу и определяет мимику лица. На лицевой части черепа находится круговая мышца рта, участвующая в формировании членораздельной речи.

Жевательные мышцы по способу прикрепления не отличаются от других скелетных мышц. Они приводят в движение единственную подвижную нижнюю челюсть, обеспечивая процесс жевания. Кстати, жевательная мышца самая сильная в мускулатуре лица.

Хорошо развиты и являются сильными мышцы плечевого пояса, большая и малая грудные мышцы. Они определяют положение тела и участвуют в процессе дыхания человека.

Мышцы живота формируют брюшной пресс, а мышцы спины — мышечный корсет. Брюшной пресс — это широкие мышцы, которые постепенно переходят в сухожилия. Они должны быть сильно развиты, выдерживать давление грудной клетки, и активно участвовать в движении тела.

К мышцам туловища относится также диафрагма, которая представляет собой перегородку между грудной и брюшной полостью.

В зависимости от расположения мышц верхней конечности, их разделяют на мышцы плечевого пояса и свободной верхней конечности.

Мышцы плечевого пояса отводят руку в сторону, сгибают и разгибают ее в плечевом суставе, а в предплечье находятся многочисленные мелкие мышцы, обеспечивающие работу пальцев и запястья.

Нижние конечности человека осуществляют функции опоры и передвижения, они выдерживают большие нагрузки. Мышцы нижних конечностей разделяют на мышцы тазового пояса и мышцы свободной конечности. Мышцы таза обеспечивают движение ног в тазобедренном суставе, а также поддерживают позвоночник. Мышцы голени хорошо развиты, что можно объяснить их функциями, связанными с передвижением человека. Мышцы стопы обеспечивают упругую пружинистую походку.

Для выполнения любого движения необходимо участие нескольких мышц. Так, один шаг человека задействует сразу 300 различных мышц.

Мышцы способны переносить большие нагрузки, примером служит пяточное сухожилие мышц голени и икроножной мышцы, которое при ходьбе выдерживает нагрузку в 240 кг, а при беге — в 931 кг.

Самая маленькая мышца в теле человека — у стремечка уха. Ее длина всего 0,127 см. Самая длинная мышца — это портняжная, ее длина 50 см.

Мускулатура определяет внешний вид человека. Тип фигуры с узкими костями и низким уровнем мышечной массы называется эктоморфом.  Мезоморф от природы сильный и мускулистый. У него длинный торс и объемная грудная клетка с хорошо развитыми мышцами. Крупная, широкая кость с хорошо развитым жировым слоем под мышцами образует торс эндоморфа.

Строение мышцы, ее уникальные способности и свойства натолкнули ученых на мысль о создании искусственных мускулов. В XX веке мысль воплотилась в дело.

Ученые разработали и продемонстрировали тип искусственных мышц, которые в 1000 раз сильней человечески и могут поднять груз в 50 раз, превышающий их собственный вес.

9.2: Обзор мышечных тканей

1. Последнее обновление

2. Сохранить как PDF

• Уитни Менефи, Джули Дженкс, Кьяра Маццасетт и Ким-Лейлони Нгуен
• Колледж Ридли, Колледж Бьютт, Городской колледж Пасадены и Колледж Маунт-Сан-Антонио через Инициативу открытых образовательных ресурсов ASCCC

К концу этого раздела вы сможете:

• Описывать различные типы мышц
• Объясните сократимость и растяжимость

Мышцы — это один из четырех основных типов тканей тела, а тело содержит три типа мышечной ткани: скелетные мышцы, сердечные мышцы и гладкие мышцы (Рисунок \(\PageIndex{1}\)). Все мышечные ткани имеют четыре общих функциональных свойства, в том числе возбудимость , сократимость , растяжимость , эластичность .

Все они обладают качеством, называемым возбудимостью , поскольку их плазматические мембраны могут изменять свое электрическое состояние (с поляризованного на деполяризованное) и посылать электрическую волну, называемую потенциалом действия, по всей поверхности каждой клетки. В то время как нервная система может в некоторой степени влиять на возбудимость сердечной и гладкой мускулатуры, скелетные мышцы полностью зависят от сигналов нервной системы для правильной работы. С другой стороны, как сердечная мышца, так и гладкая мышца могут реагировать на другие раздражители, такие как гормоны и локальные раздражители.

Мышцы начинают сокращаться (сокращаться), когда белок, называемый актином, притягивается белком, называемым миозином. Это происходит в поперечно-полосатых мышцах (скелетных и сердечных) в присутствии ионов кальция (Ca ⁺⁺ ), которые регулируются электрическими сигналами. Ca ⁺⁺ также необходим для сокращения гладких мышц, хотя его роль иная: здесь Ca ⁺⁺ активирует ферменты, которые, в свою очередь, активируют головки миозина. Все мышцы нуждаются в аденозинтрифосфате (АТФ) для продолжения процесса сокращения, и все они расслабляются, когда кальций ⁺⁺ удален.

Сократимость позволяет мышечной ткани натягивать точки крепления и укорачиваться с силой. Мышечная ткань также имеет свойство растяжимости ; он может растягиваться или растягиваться. После сокращения или растяжения мышца может вернуться к своей первоначальной длине в расслабленном состоянии благодаря свойству мышечной ткани, называемому эластичностью . Он может вернуться к своей первоначальной длине благодаря эластичным белкам.

Различия между тремя типами мышц включают микроскопическую организацию их сократительных белков — актина и миозина. Белки актина и миозина расположены очень регулярно в цитоплазме отдельных мышечных клеток (называемых волокнами) как в скелетных мышцах, так и в сердечной мышце, что создает узор или полосы, называемые исчерченностью. Исчерченность видна в световой микроскоп при большом увеличении (см. рисунок \(\PageIndex{1.a,c}\)). Скелетные мышцы Волокна представляют собой многоядерные клетки, составляющие скелетную мышцу. Волокна сердечной мышцы имеют от одного до двух ядер и физически и электрически связаны друг с другом, так что все сердце сокращается как единое целое (называемое синцитием).

Поскольку актин и миозин не расположены в гладкой мышце таким регулярным образом, цитоплазма волокна гладкой мышцы (которое имеет только одно ядро) имеет однородный, неисчерченный вид (что приводит к названию гладкой мышцы). Однако менее организованный внешний вид гладких мышц не следует интерпретировать как менее эффективный. Гладкие мышцы в стенках артерий являются важным компонентом, который регулирует кровяное давление, необходимое для проталкивания крови по системе кровообращения; а гладкие мышцы кожи, внутренних органов и внутренних путей необходимы для перемещения всех материалов по телу и поддержания гомеостаза.

Рисунок \(\PageIndex{1}\). Три типа мышечной ткани. Тело содержит три типа мышечной ткани: (а) скелетные мышцы, LM × 1600 (b) гладкие мышцы, LM × 1600 (c) сердечная мышца, LM × 1600. (Изображение предоставлено: «Skeletal Smooth Cardiac» by OpenStax находится под лицензией CC BY 3.0/ Микрофотографии предоставлены регентами Медицинской школы Мичиганского университета. Существует три типа мышечной ткани: скелетные мышцы, сердечная мышца и гладкие мышцы. Большая часть скелетных мышц тела производит движение, воздействуя на скелет. Сердечная мышца находится в стенке сердца и перекачивает кровь по кровеносной системе. Гладкая мускулатура находится в коже, где она связана с волосяными фолликулами; он также находится в стенках внутренних органов, кровеносных сосудов и внутренних проходов, где он помогает перемещать материалы.

Вопросы для повторения

В. Мышца, имеющая полосатый вид, описывается как ________.

A. эластичная

B. неполосатая

C. возбудимая

D. поперечнополосатая

Ответ

Ответ: D

В. Какой элемент важен для непосредственного запуска сокращения?

A. натрий (Na ⁺ )

B. кальций (Ca ⁺⁺ )

C. калий (K ⁺ )

D. хлорид (Cl ^— )

Ответ

Ответ: В

В. Какое из следующих свойств является общим для всех трех мышечных тканей?

A. возбудимость

B. потребность в АТФ

C. полярность

D. эластичность

Ответ

Ответ: С

Вопросы критического мышления

В. Почему эластичность является важным качеством мышечной ткани?

Ответить

A. Позволяет мышце вернуться к своей первоначальной длине во время расслабления после сокращения.

Глоссарий

сердечная мышца

В сердце обнаружено

поперечнополосатых мышц; соединены друг с другом во вставочных дисках и регулируются пейсмекерными клетками, которые сокращаются как единое целое, чтобы перекачивать кровь по системе кровообращения. Сердечная мышца находится под непроизвольным контролем.

сократимость

возможность укорачивать (сокращать) принудительно

эластичность

способность растягиваться и восстанавливаться

возбудимость

способность подвергаться нервной стимуляции

расширяемость

способность удлиняться (удлиняться)

скелетные мышцы

поперечно-полосатая многоядерная мышца, для запуска сокращения которой требуются сигналы от нервной системы; большинство скелетных мышц относятся к произвольным мышцам, которые двигают кости и производят движения

гладкая мускулатура

гладкая одноядерная мышца в коже, связанная с волосяными фолликулами; способствует перемещению материалов в стенках внутренних органов, кровеносных сосудов и внутренних проходов

Авторы и авторство

Эта страница под названием 9. 2: Обзор мышечных тканей распространяется по лицензии CC BY, ее авторами, ремиксами и/или кураторами являются Уитни Менефи, Джули Дженкс, Кьяра Маззасетт и Ким-Лейлони Нгуен (ASCCC Open Educational Resources Initiative) .

1. Наверх

• Была ли эта статья полезной?

1. Тип изделия

   Раздел или Страница

   Автор

   Уитни Менефи, Джули Дженкс, Кьяра Маццасетт и Ким-Лейлони Нгуен

   Лицензия

   СС BY

   Программа OER или Publisher

   Программа ASCCC OERI

   Показать оглавление

   нет

2. Теги

   1. сердечная мышца
   2. сократимость
   3. эластичность
   4. возбудимость
   5. расширяемость
   6. скелетная мышца
   7. гладкая мышца
   8. источник[1]-med-681
   9. источник[2]-med-681

Скелетная мышца: определение, функция, структура, расположение

Определение скелетной мышцы

Скелетная мышца — это специализированная сократительная ткань, обнаруженная у животных, функция которой заключается в перемещении тела организма. Скелетная мышца состоит из ряда пучков мышечных волокон, окруженных защитной оболочкой. Такое расположение позволяет скелетным мышцам быстро сокращаться и быстро расслабляться, не подвергая отдельные волокна слишком сильному трению. Скелетную мышечную ткань можно найти в животном мире, у большинства многоклеточных форм жизни.

Структура скелетных мышц

Скелетные мышцы состоят из ряда мышечных волокон, состоящих из мышечных клеток. Эти мышечные клетки длинные и многоядерные. На концах каждой скелетной мышцы сухожилие соединяет мышцу с костью. Это сухожилие соединяется непосредственно с эпимизием или коллагеновым наружным покрытием скелетных мышц. Под эпимизием мышечные волокна сгруппированы в пучки, называемые пучками . Эти пучки окружены другим защитным покрытием, образованным из коллагена. перимизий , как его называют, позволяет нервам и кровеносным сосудам проходить через мышцу. Эти структуры могут быть расположены на изображении ниже.

Каждый пучок образован от десятков до сотен пучков мышечных волокон. Каждое мышечное волокно образовано из цепочки многоядерных мышечных клеток. Затем эти волокна защищаются другим слоем, называемым эндомизием , поскольку они собираются в пучки. Каждая мышечная клетка имеет отдельные области, если смотреть под микроскопом. Они известны как саркомеры , и придают скелетным мышцам полосчатый или исчерченный вид. Каждый саркомер представляет собой комплекс белков, который действует для сокращения мышцы.

Саркомеры образованы из актина и миозина , а также ряда ассоциированных хелперных белков. Филаменты, видимые между темными полосами, представляют собой актиновые и миозиновые филаменты. Актин, как видно на изображении выше, состоит из множества единиц актина и имеет форму извивающейся нити. Актин сопровождается рядом белков, которые помогают стабилизировать его и обеспечивают путь для сокращения мышц. Двумя самыми важными являются тропонин и тропомиозин . Тропомиозин окружает актиновую нить и препятствует прикреплению головок миозина. Тропонин блокирует тропомиозин на месте до получения сигнала о сокращении. Миозин представляет собой волокно, состоящее из множества переплетенных хвостов отдельных единиц миозина. Головки единиц торчат над волокном и притягиваются к актиновой нити.

Функция скелетных мышц

Когда вы хотите пошевелить рукой, ваш мозг посылает нервный сигнал по нервам. Для простого акта поднятия руки требуется много мышц, поэтому сигнал передается по многим нервам ко многим мышцам. Каждая скелетная мышца получает нервный импульс в нервно-мышечные соединения . Это места, где нервы могут стимулировать импульс в мышечной клетке. Импульс проходит по каналам сарколеммы , плазматической мембраны клеток скелетных мышц. В определенных местах мембраны есть каналы, ведущие внутрь клетки. Эти поперечные трубочки несут нервный импульс внутрь клетки. Импульс высвобождает ионы кальция из специализированного эндоплазматического ретикулума, саркоплазматического ретикулума . Эти ионы кальция активируют тропонин для высвобождения из тропомиозина. Затем тропомиозин может изменить положение, позволяя миозиновым головкам прикрепиться к актиновой нити.

После прикрепления головок миозина доступная АТФ будет использоваться для сокращения филамента. Это делается каждой парой миозиновых головок, медленно сползающих вниз по филаменту. Энергия АТФ используется для движения одной головы, а другая прикреплена. Когда задействованы многие сотни или тысячи головок, это быстро сокращает саркомер до 70% его первоначальной длины. Поскольку нервный импульс поражает каждое мышечное волокно и мышцу одновременно, рука может плавно подниматься. В качестве дополнительной меры обратной связи каждая скелетная мышца имеет специальные сенсорные клетки, которые посылают обратную связь в мозг. Эти клетки, называемые мышечные веретена имеют специализированные белки, которые могут ощущать напряжение. Когда напряжение воспринимается клеткой, она запускает нервный импульс и посылает сигнал через нейроны в мозг.

Соединяя воедино эту сложную структуру входов и выходов, мозг может чувствовать, где находится тело в пространстве. Соматическая нервная система контролирует эти действия и позволяет нам скоординировано двигать телом. Скелетные мышцы контролируются почти исключительно соматической нервной системой, в то время как сердечная и гладкая мышцы контролируются 9.0081 автономная нервная система . Эту систему можно легко продемонстрировать. Закройте глаза, затем несколько раз хлопните в ладоши. Ваши руки встретились? Это потому, что ваш мозг тренировался в координации с рождения и распознает конкретное напряжение каждой мышцы, когда вы качаете руками. Когда вы хлопаете в ладоши, эти действия контролируются и вносятся коррективы, чтобы ваши руки продолжали соприкасаться друг с другом. Та же система отвечает за баланс, координацию и большинство физических движений.

Расположение скелетных мышц

Скелетные мышцы, как следует из названия, — это любые мышцы, которые соединяются со скелетом и контролируют его движения. Всего в человеческом теле где-то от 600 до 900 мышц, но точное число определить сложно. Многие мышцы неясно малы или иногда сгруппированы вместе с аналогичными мышцами. Скелетные мышцы находятся между костями и используют сухожилия для соединения эпимизия с надкостницей или наружным покрытием кости.

Скелетные мышцы адаптируются и формируются по-разному, что приводит к сложным движениям. Скелеты не всегда внутренние, как у людей. Даже у животных с экзоскелетом , таких как крабы и мидии, есть скелетные мышцы. В то время как мышцы могут быть адаптированы по-разному в зависимости от животного, скелетные мышцы определяются их исчерченностью и связями со скелетом. Все, от взмахов крыльев птицы до ползания жука, осуществляется скелетными мышцами.

Викторина

1. Очень плохой врач пытается проверить пациента, который потерял сознание из-за травмы головы. . Врач говорит пациенту поднять руку. Пациент не может этого сделать, и врач записывает ответ. Почему этот тест был ненужным на данном этапе выздоровления пациента?
A. Больные в бессознательном состоянии, как известно, плохо слушают
B. Для контроля соматической нервной системы необходим пациент в сознании
C. Отсутствие теста — пустая трата времени!

Ответ на вопрос №1

B верно. Соматическая, или произвольная, нервная система названа очень точно. Чтобы контролировать его, разум должен быть в какой-то форме сознания. Тот, кто находится без сознания, не может контролировать свои скелетные мышцы. Поэтому просить их использовать свои скелетные мышцы — пустая трата времени.

2. У моллюсков есть интересное приспособление, помогающее им выживать. Их приводящая мышца, которая удерживает их раковину закрытой, состоит из двух меньших мышц. Одна из мышц является скелетной мышцей, а другая – гладкой мышцей. Почему это может быть выгодно моллюску?
A. Удвоить мускулы, удвоить мощность!
B. Скелетные мышцы могут действовать быстро, в то время как гладкие мышцы могут поддерживать сокращение
C. Гладкие мышцы используются для открытия скорлупы, а скелетные – для ее закрытия

Ответ на вопрос №2

B правильно. Скелетные мышцы и гладкие мышцы специализированы для разных целей. Скелетная мышца может быстро сокращаться и расслабляться, затрачивая при этом много энергии. Гладкая мускулатура может поддерживать сокращение в течение длительного периода времени. Таким образом, моллюск может быстро закрыть свою раковину, если почувствует опасность с помощью скелетной мускулатуры. Если опасность сохраняется или у моллюска нет воды, гладкие мышцы могут удерживать раковину закрытой в течение нескольких дней, прежде чем ей нужно будет расслабиться.

3. Тренеры часто рекомендуют делать растяжку до и после тренировки.