| Головна |
| «« | ЗМІСТ | »» |
|---|
М'язи - один з чотирьох типів первинних тканин. До інших важливих тканин належать нерви, зв'язки і епітеліальні тканини.
В організмі розрізняють три типи м'язів - скелетні (поперечно-смугасті), серцеві (м'язи серця) і гладкі (кровоносні судини, кишечник). З них тільки скелетні м'язи знаходяться під безпосереднім контролем людини, що визначає характер руху і позу. Кожна м'яз складається з багатьох паралельних м'язових волокон.
Скелетні м'язи відокремлені від інших тканин мембраною (фасцією) сполучної тканини. Сполучна тканина пронизує м'язи, розділяючи їх на сектори. Найменшими з них є фасцікули, що складаються з пов'язаних між собою міофіламетов і більш пухкої сполучної тканини.
На кінцях м'язи цей сполучнотканинний скелет переходить в зв'язки.
Зв'язки являють собою малоеластічни смужки щільно упакованих колагенових волокон, які з'єднують м'язи й кістки. Зовнішня коллагеновая оболонка кістки (псріостсніум) нерозривно пов'язана з сухожиллями. Це дуже важливий зв'язок при різних динамічних навантаженнях. Вона забезпечує рух суглобів при скороченні м'яза.
Мал. 13.6. Іннервація м'язових волокон
Усередині м'язи сполучна тканина обволікає великі кровоносні судини і нервові волокна, які забезпечують роботу м'язи. Більшість м'язових волокон пов'язано з одним нервом (иннервирована) приблизно в середині волокна (рис. 13.6). Спеціалізований синапс (контакт) між нервом і мембраною миоцита називається кінцевий моторної платівкою. Через нього передається нейромедіатор - ацетилхолін, який викликає скорочення м'яза.
Кровоносні судини, як правило, йдуть уздовж м'язових волокон і через мережу мікрокапілярів забезпечують кровопостачання окремих м'язових клітин. Судинна мережа м'язи може стискуватися і розширюватися за сигналами нервової і гуморальної систем, тим самим регулюючи приплив крові в залежності від навантажень.
При силових динамічних вправах потік крові через м'язи може зростати в 100 разів у порівнянні зі станом спокою. Це наочно проявляється в інтенсивному почервонінні шкірних покривів спортсмена, що виконує вправу.
Для важкоатлетів важливі також статичні (ізометричні) навантаження, при яких створюється велика внутрішньом'язове тиск. Коли воно перевищує артеріальний тиск крові в судинах, відбувається збільшення припливу крові до активно працюють міоцитах в результаті її витискування з судин. При цьому енергозабезпечення напруженої м'язи може здійснюватися без припливу кисню за рахунок гліколізу (анаеробний метаболізм).
Повторне виконання високонагрузочних вправ протягом місяця може привести до гіпертрофії м'язових волокон: кожне волокно сильно збільшується в розмірах.
Діаметр і поперечний переріз м'язи залежить від ступеня тренованості. М'язові волокна являють собою пучки витягнутих клітин - міоцитів, (довгі нитки з великим числом ядер: від 10 до 3000). Довжина ниток коливається в межах від міліметрів до 30 см. Вони тягнуться від одного кінця м'язи до іншого. Діаметр ниток становить від 10 до 100 мкм.
Кожне м'язове волокно оточене однорідною мембраною (сарколеммой), до складу якої входять колагенові волокна. Вони з'єднують м'язові волокна в єдину мережу зі зв'язками. Внутрішній шар сарколеми є клітинну мембрану, що відповідає за виникнення і проходження електричного збудження по волокну.
Випинання сарколеми (Т-трубочки) забезпечують передачу потенціалу дії від нервового закінчення всередину м'язового волокна.
Клітинна мембрана миоцита є довгий циліндр, уздовж якого розташовані нитки білків - міозину (М = 500000 г / моль) і актину (М = 42000 г / моль) (рис. 13.7). Кожен грам тканини м'язи містить близько 100 мг цих білків.
В оптичному мікроскопі міоцити виглядають як смужки з рівномірно розташованими рисками (звідси назва - «поперечно-смугасті м'язи»).
Встановлено, що в міоцитах є тонкі нитки, які представляють собою білок актин, а також товсті нитки, з вигляду нагадують двосторонні щітки - йоржі, якими чистять хімічний посуд та пляшки (рис. 13.7). Згодом з'ясувалося, що ці «щітки» складаються з білка міозину (Міозин - м'язовий білок). «Щетинки», що виступають з «щітки», можуть зачіпатися за актину. Ці зачеплення утворюють так звані саркомерние містки (саркомо- стики).
Міозин ( «щітка») складається з збірки великого числа окремих білкових молекул, а точніше - з подвійних скручених білкових молекул. Одна скручування утворює характерну структуру, що нагадує квітку з двома пелюстками. Потім, коли ці структури складаються, утворюються своєрідні букети, спрямовані в різні боки (рис. 13.7).
основними фізіологічними станами м'язи є напруга під навантаженням, розслаблення і задубіння.
Деталі молекулярної структури м'язової системи та механізм роботи поперечно-смугастої м'язи визначають методами біохімічного аналізу. Спочатку отримують актин і міозин шляхом гідролізу препарату м'язової тканини. М'язовий препарат - виділену з м'язи суміш білків актину і міозину - розчиняють у воді. Якщо додати в цей розчин аденозілтріфосфат (АТФ) і сіль кальцію, то виявляється, що утворилася в розчині гелеобразная (студнеобразная) маса стискається. У цьому простому досвіді виявляється біохімічна реакція, в результаті якої відбувається скорочення м'язи - та функція, яка реалізується в русі різних частин організму.
Мал. 13.7. Просторова структура міозин-актинового комплексу: ЛБ - загальний вид саркомера, праворуч фрагмент саркомсра в збільшеному вигляді
Якщо в м'язовий препарат додається аденозілтріфосфат, то спостерігається розширення. При додаванні кальцію відбувається стиснення (стан напруги).
задубіння - одне з найвідоміших станів м'язи ( «ногу звело»). Воно відповідає повному стиску саркомерів. Задубіння відповідає найбільш щільному станом м'язи, що досягається при мінімальному обсязі. Було встановлено, що для стану окоченения характерний недолік кальцію і АТФ.
З комбінації перерахованих станів і формується механізм роботи поперечно-смугастої м'язи.
Білок міозин, розташований на «щітці», можна уявити як «багатоніжку», що має «голову» посередині, а «ніжки» по кінцях. На актиновой нитки є западини. «Ніжки», чіпляючись за актину, просуваються по ньому. В результаті миозин починає рухатися і підтягувати за собою решту. Коли така «багатоніжка» доповзає до кінця саркомера, досягається повне скорочення м'язи.
Актин є ланцюжком з G-актину (глобуліну). Структура G- актину складається з кульок, з'єднаних в довгі ланцюжки. Довжина таких ланцюжків складає приблизно 0,75 мкм. Можна підрахувати, скільки таких кульок - глобул G-актину - потрібно для того, щоб сформувати одну тонку нитку актину. враховуючи, що максимальна довжина саркомера в розтягнутому стані становить приблизно 3,5 мкм (дані отримані за допомогою електронної мікрофотографії). Мінімальна довжина ланцюжка складає 1,5 мкм.
Таким чином,
загальне скорочення м'язи є результат скорочення численних саркомерів, що складають цю м'яз.