Как сокращаются мышцы

Мышцы составляют приблизительно половину массы нашего тела. Они постоянно находятся в работе, скрепляют скелет, обеспечивают сердцебиение и пропускают еду по пищеварительному тракту.

Мышцы составляют приблизительно половину массы нашего тела. Они постоянно находятся в работе, скрепляют скелет, обеспечивают сердцебиение и пропускают еду по пищеварительному тракту.

Мышцы - это ткани, которые могут сокращаться. Есть две основные группы мышц: произвольные и непроизвольные. Действиями произвольных мышц мы можем управлять, они принимают участие в перемещении тела.

Структура мышц

Мышцы состоят из большого числа отдельных мышечных клеток. Из клеток составляются пучки, которые называются фасцикулами (от лат. букв, «ленточка»), а каждая клетка в свою очередь разделяется на миофибриллы. Сегмент миофибриллы называется саркомера - наименьшая сокращающаяся часть мышцы. Этот рисунок показывает структуру скелетных мышц при рассмотрении в микроскоп.

Мышца. Ткань, которая превращает химические реакции в механическую энергию путем сокращения клеток.

Фасцикулы. Связки волокон, покрытые защитной оболочкой.

Мышечные волокна. Состоят из больших клеток которые превосходят обычные клетки в диаметре в 10 раз, а их длина может составлять до 30 см.

Миофибриллы. Составляют основу мышечного объема.

Z-лента. Скрепляет тонкие волокна и соединяет соседние миофибриллы.

Эта цветная электронная микрофотография показывает структуру скелетных мышц. Толстые красные линии разделяют саркомеры (сокращающиеся части). Они состоят из движущихся волокон: миозина (обозначен розовым цветом) и актина (обозначен желтым цветом).

Неконтролируемые мышцы

Непроизвольные мышцы не находятся под постоянным контролем мозга. Они контролируются автоматически, с помощью специальных отделов нашей нервной системы и находятся вне скелетной части нашего тела. Например, сердце состоит из неконтролируемых мышц, и его биение не подвластно нашему контролю.

Произвольные мышцы

Мышцы, которые обеспечивают движение костей, называются поперечно-полосатыми. Если их разглядывать под микроскопом, то можно увидеть, что они имеют полосатую структуру и выглядят, как пучки мышечных волокон, плотно скрепленные друг с другом. Каждое мышечное волокно представляет из себя одну длинную многоядерную клетку, которая протягивается от одного конца мышцы к другому.

Внутри находится множество длинных тонких нитей, которые называются миофибриллы. Они, в свою очередь, состоят из двух видов меньших, переплетенных белковых нитей, которые образуются из актина и миозина и придают миофибрилле волокнистый вид. Края каждой соседней миофибриллы выстраиваются так, что клетка выглядит поперечно-полосатой.

Сокращение мышц

Мышцы сокращаются, когда на них воздействует нервный импульс, который приводит к серии химических реакций, происходящих в мышечных волокнах.

Каждая группа волокон находится в небольшой камере (саркоме-ре), в которой тонкие взаимодействующие волокна прикреплены друг к другу. Между этих волокон (в середине саркомеры) находятся крупные миозиновые нити. При поступлении к мышцам энергетической подпитки (в данном случае в виде гликогена или животного крахмала) волокна формируют химические связи. Эти связи постоянно разрываются и формируются заново.

В некотором отношении миозиновые волокна работают, как храповик, в результате чего вся саркомера становится короче и толще. Когда мышца не стимулируется, химические процессы в ней затихают. Связи между волокнами не формируются, и в результате мышцы расслабляются.

Сокращение противоположных мышц растягивает волокна в разные стороны. Этот процесс приводится в действие специальным химическим элементом под названием ацетилхолин, который высвобождается нервными окончаниями в отдельных областях мышечных волокон. Мышца остается сокращенной, пока в ней находится ацетилхолин.

Гладкие мышцы

Процесс сокращения гладких и сердечных мышц не подвластен контролю с нашей стороны. Они контролируются нервными импульсами, которые исходят от нашей автономной нервной системы. Гладкие мышцы находятся во многих частях тела: в кишечнике, в легких, мочевом пузыре и половых органах. Они состоят из веретенообразных клеток, размер которых составляет менее миллиметра.

Построение клеток

Данные клетки сужаются с обоих концов, у них имеется одно ядро и они формируют волокна, которые скрепляются вместе веществом, действующим как цемент. Эти волокна формируют волокна больших размеров или плоские связки, которые скрепляются вместе соединительной тканью. Построение клеток менее плотное, чем у полосчатых мышц, но сокращение гладких мышц все равно происходит из-за движений волокон, которые находятся в стене клеток.

Сокращение гладких мышц медленнее, чем у полосчатых мышц, и данное сокращение может происходить не по всей области мышцы. Типичным примером действия гладких мышц является функция кишечника, при которой группа мышц обычно сокращается в некоторой части кишечника, а потом расслабляется, в то время как другая часть сокращается. Таким образом создается подобие волнообразного сокращения по всей площади мышцы. Этот процесс называется перистальтика. Он обеспечивает продвижение еды по кишечнику.

Сердечные мышцы

Сердечные мышцы располагаются исключительно в тканях сердца. Их структура - это среднее между структурой полосчатых мышц и гладких мышц. При рассмотрении в микроскоп можно захметить, что их поверхность ихиеет такую же структуру, как и полосчатые мышцы, но состоят они из более коротких клеток и более сжатые, чем полосчатые мышцы. Большинство из этих клеток разделены на конце и их подразделения формируют связи между клетками, которые располагаются по соседству. Таким образом, форхмируется упругая сеть волокон, которые могут работать в унисон, и эта структура придает мышцам сердца жесткость. Сердечные мышцы должны быть чрезвычайно сильными, для того, чтобы выполнять свою первоначальную функцию. В среднем за период жизни сердце сокращается приблизительно два миллиарда раз и перекачивает больше 550 000 тонн крови. С целью поддержания стабильного сердцебиения, сердце контролируется электронными импульсами.