Структура мышечного волокна

Структура мышечного волокна

Описан состав мышечных волокон, а также функции основных компонентов мышечного волокна: миофибрилл, ядер, эндоплазматической сети, рибосом, комплекса Гольджи, лизосом и митохондрий. Показано отличие мышечного волокна от клетки.

Из чего состоят мышечные волокна?

Знание основных компонентов мышечного волокна необходимо для понимания механизмов гипертрофии мышцы (увеличения ее объема), а также ее силы.

Мышечное волокно покрыто оболочкой, которая называется сарколеммой. В оболочке мышечного волокна располагаются особые клетки – клетки-сателлиты. Эти клетки способны делиться. Их деление во многом определяет гипертрофию мышечных волокон.

Весь внутренний объем мышечного волокна заполнен желеобразным содержимым – саркоплазмой. В саркоплазме имеются следующие компоненты:

  • органеллы специального назначения (органеллы, которые отличают мышечное волокно от других клеток);
  • органеллы общего назначения (органеллы, которые присутствуют во всех клетках человека);
  • включения.

Органеллы специального назначения

Органеллами специального назначения являются миофибриллы. Миофибриллы это – длинные тонкие белковые нити, идущие от одного конца мышечного волокна до другого. Количество миофибрилл в мышечном волокне составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч. Их главная функция – сократительная.

Органеллы общего назначения

Более подробно строение и функции мышечных волокон описаны в моих книгах «Гипертрофия скелетных мышц человека» и «Биомеханика мышц«

К органеллам общего назначения относятся:

  • ядра — органеллы овальной формы, расположенные под сарколеммой (оболочкой мышечного волокна). В ядрах мышечных волокон содержатся молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). ДНК содержит всю генетическую информацию об организме человека. В мышечных волокнах может содержаться до 10000 ядер.
  • эндоплазматическая сеть. Шероховатая эндоплазматическая сеть окружает ядра, на ее поверхности располагаются рибосомы. Гладкая эндоплазматическая сеть (саркоплазматический ретикулум — СР) окружает миофибриллы. СР содержит ионы кальция, необходимые для сокращения миофибрилл.
  • рибосомы — органеллы, на которых синтезируется белок;
  • комплекс Гольджи — мембранная органелла, имеющая вид плоских цистерн, на периферии которых имеются многочисленные мелкие пузырьки. В комплексе Гольджи происходит окончательное формирование структур белков. Затем они сортируются, упаковываются в мембранные пузырьки и транспортируются в другие места, где они необходимы;
  • лизосомы — мембранные органеллы, которые формируются в комплексе Гольджи. Лизосомы содержат большой набор ферментов (до 80). Эти ферменты расщепляют белки, а также поврежденные компоненты мышечных волокон;
  • митохондрии — мембранные органеллы, в которых происходит окисление белков, жиров и углеводов до углекислого газа и воды. В результате этих процессов синтезируется АТФ.

Включения

Включениями в мышечном волокне являются: различные белки, аминокислоты; АТФ, креатинфосфат, гликоген, миоглобин, жир, вода и др.

Отличие мышечного волокна от обычной клетки

Несмотря на то, что мышечные волокна часто называют мышечными клетками (миоцитами) из которых состоит мышечная ткань, это не совсем правильно по следующим соображениям:

  1. Наличие клеток-сателлитов.
  2. В обычной клетке имеется только одно ядро, а в мышечном волокне несколько тысяч ядер;
  3. Обычная клетка способна делиться, а мышечное волокно не делится.
Читайте также:  Острая боль ниже колена

В дальнейшем я более подробно остановлюсь на некоторых элементах мышечного волокна, а также на его строении.

  • Train For Gain
  • 08 Февраля 2016
  • 0 комментариев

В мышечной ткани человека содержится высокий процент воды — приблизительно 75%; 20-25% сухого остатка от массы мышц образуют белки и другие органические соединения. Также небольшой процент (1-1,5%) занимают минеральные соединения, которые находятся в основном в состоянии ионов.

Мышечное волокно является структурной единицей скелетных мышц, представляя собой большую многоядерную клетку. Снаружи клетка окружена плазматической оболочкой –сарколеммой, которая покрыта сетью коллагеновых волокон, придающих ей прочность и эластичность. На ней также находятся места крепления с окончаниями двигательных нервов- синапсов (нервно-мышечных соединений).

Внутреннее пространство мышечного волокна заполнено внутриклеточной жидкостью — саркоплазмой. Около 80% объема мышечного волокна занимают сократительные нити – миофибриллы. Они имеют вид длинных тонких нитей, которые располагаются вдоль мышечного волокна. Их количество может колебаться в диапазоне от нескольких десятков до тысяч. При длительных силовых тренировках количество миофибрилл может увеличиваться.

При исследовании срезов мышечных волокон обнаружено, что миофибриллы состоят из большого числа параллельно расположенных толстых и тонких нитей (филаментов). Толстые нити состоят из белка миозина. Миозин – это сократительный белок, он составляет больше половины от всего количества сократительных белков. Молекула миозина состоит из двух частей: глобулярной головки и хвоста.

Среди толстых нитей есть полосы, которые задерживают видимый свет (при использовании микроскопа), они получили название анизотропные или А-диски, а части тонких нитей, которые легко пропускают луч света, называют изотропными, или I-дисками. В середине пучка тонких нитей поперечно располагается тонкая пластинка из белка, которую называют Z-линией. Участок миофибриллы между двумя Z-линиями называют саркомерами. Каждая миофибрилла состоит из сотен таких саркомер.

Тонкие нити состоят из трех белков: актина, тропонина и тропомиозина, основным из которых является актин. Это второй по количеству сократительный белок, из которого состоят актиновые нити. Он обладает двумя очень важными свойствами. Первая из них — это то, что актин способен образовывать длинные цепи. И второе — он может соединяться с миозиновыми головками и благодаря этому между толстыми и тонкими нитями образуются своеобразные спайки или «мостики», которые принимают важное участие в процессе сокращения мыщцы. Белок тропонин блокирует взаимодействие актина с миозином.

Одними из важнейших органелл (структур, выполняющих различные функции для поддержания деятельности клетки) мышечного волокна являются митохондрии. Они выполняют роль «энергетических станций» мышечного волокна. При окислении веществ происходит выделение энергии, которая идет на присоединение третьей фосфатной группы к молекуле Аденезиндифосфата или АДФ, что приводит к образованию Аденезинтрифосфата или сокращенно АТФ – универсального источника энергии для мышечного сокращения. При окислении количество митохондрий в тренированных мышцах по сравнению с нетренированными увеличивается.

Читайте также:  Что лучше не смешивать

Мышечные волокна обладают системой трубчатых выпячиваний сарколеммы, так называемой Т-системой. Она обеспечивает быстрое распространение волны возбуждения от синапса внутрь волокна.

Также мышечные волокна имеют в своем составе несколько ядер, которые расположены непосредственно под сарколемой.

Длина отдельных мышечных клеток может достигать 10 см, а толщина – до 0,1см. К мышечному волокну подходят окончания двигательных нервов, а также множество кровеносных сосудов. Двигательный нерв (мотонейрон) имеет разветвленные аксоны (длинные цилиндрические отрезки нервной системы) и может возбуждать несколько мышечных волокон.

Чем лучше проводимость мышечных волокон, тем более интенсивным может быть возбуждение и гораздо быстрее и сильнее сработает возбужденная мышца. Снабжение мышечных тканей нервами обеспечивает их связь с центральной системой и называется иннервацией.

Разные типы мышечных волокон имеют разные условия иннервации.

Мотонейрон, иннервирующий медленносокращающиеся волокна, имеет небольшие размеры тела и управляет небольшим количеством мышечных волокон (10-180).

Мотонейроны быстросокращающихся волокон более крупные, они имеют большое тело клеток и сильно разветвлённую сеть аксонов, поэтому иннервируют значительно больше волокон (от 300 до 500). Также эти волокна имеют большую зону прилегания нервного окончания, что дает возможность для лучших условий иннервации и возникновения потенциала действия.

Поднимите руку. Теперь сожмите кулак. Сделайте шаг. Правда, легко? Человек выполняет привычные действия практически не задумываясь. Около 700 мышц (от 639 до 850, согласно различным способам подсчета) позволяют человеку покорять Эверест, спускаться на морские глубины, рисовать, строить дома, петь и наблюдать за облаками.

Но скелетная мускулатура — далеко не все мускулы человеческого тела. Благодаря работе гладкой мускулатуры внутренних органов, по кишечнику идет перистальтическая волна, совершается вдох, сокращается, обеспечивая жизнь, самая важная мышца человеческого тела — сердце.

Определение мышц

Мышца (лат. muskulus) — орган тела человека и животных, образованный мышечной тканью. Мышечная ткань имеет сложное строение: клетки-миоциты и покрывающая их оболочка — эндомизий образуют отдельные мышечные пучки, которые, соединяясь вместе, образуют непосредственно мышцу, одетую для защиты в плащ из соединительной ткани или фасцию.

Мышцы тела человека можно поделить на:

Как видно из названия, скелетный тип мускулатуры крепится к костям скелета. Второе название — поперечно-полосатая (за счет поперечной исчерченности), которая видна при микроскопии.К этой группе относятся мышцы головы, конечностей и туловища. Движения их произвольные, т.е. человек может ими управлять. Эта группа мышц человека обеспечивает передвижение в пространстве, именно их с помощью тренировок можно развить или «накачать».

Читайте также:  Как убрать остатки жира

Гладкая мускулатура входит в состав внутренних органов — кишечника, мочевого пузыря, стенки сосудов, сердца. Благодаря ее сокращению повышается артериальное давление при стрессе или передвигается пищевой комок по желудочно-кишечному тракту.

Сердечная — характерна только для сердца, обеспечивает непрерывную циркуляцию крови в организме.

Интересно узнать, что первое мышечное сокращение происходит уже на четвертой неделе жизни эмбриона – это первый удар сердца. С этого момента и до самой смерти человека сердце не останавливается ни на минуту. Единственная причина остановки сердца в течение жизни — операция на открытом сердце, но тогда за этот важный орган работает АИК (аппарат искусственного кровообращения).

Строение мышц человека

Единицей строения мышечной ткани является мышечное волокно. Даже отдельное мышечное волокно способно сокращаться, что свидетельствует о том, что мышечное волокно – это не только отдельная клетка, но и функционирующая физиологическая единица, способная выполнять определенное действие.

Отдельная мышечная клетка покрыта сарколеммой – прочной эластичной мембраной, которую обеспечивают белки коллаген и эластин. Эластичность сарколеммы позволяет мышечному волокну растягиваться, а некоторым людям проявлять чудеса гибкости – садиться на шпагат и выполнять другие трюки.

В сарколемме, как прутья в венике, плотно уложены нити миофибрилл, составленные из отдельных саркомеров. Толстые нити миозина и тонкие нити актина формируют многоядерную клетку, причем диаметр мышечного волокна – не строго фиксированная величина и может варьироваться в довольно большом диапазоне от 10 до 100 мкм. Актин, входящий в состав миоцита, — составная часть структуры цитоскелета и обладает способностью сокращаться. В состав актина входит 375 аминокислотных остатка, что составляет около 15% миоцита. Остальные 65 % мышечного белка представлены миозином. Две полипептидные цепочки из 2000 аминокислот формируют молекулу миозина. При взаимодействии актина и миозина формируется белковый комплекс — актомиозин.

Название мышц человека

Когда анатомы в Средние века начали темными ночами выкапывать трупы, чтобы изучить строение человеческого тела, встал вопрос о названиях мускулов. Ведь нужно было объяснить зевакам, которые собрались в анатомическом театре, что же ученый в данный момент кромсает остро заточенным ножом.

Ученые решили их называть либо по костям, к которым они крепятся (например, грудинно-ключично-сосцевидная мышца), либо по внешнему виду (например, широчайшая мышца спины или трапециевидная), либо по функции, которую они выполняют (длинный разгибатель пальцев). Некоторые мышцы имеют исторические названия. Например, портняжная названа так потому, что приводила в движение педаль швейной машины. Кстати, эта мышца — самая длинная в человеческом теле.

Ссылка на основную публикацию
Adblock detector