Меню

Мышцы человека гладкие и поперечнополосатые мышцы

Типы мышечной ткани

Немножко теории. Все мышечные структуры в организме человека можно разделить на три типа:

На первых двух типах мы особо останавливаться не будем, так как к строительству тела они не имеют отношения. Эти мышцы работают автономно и управляются вегетативной нервной системой. Они отвечают за работу внутренних органов: кишечника, мочевого пузыря, желудка.

Сердечную мышцу выделили в отдельный класс, так как она сочетает в себе два типа мышц (поперечно-полосатой и гладкой) соединяется между собой с помощью вставочных дисков и нервный импульс ее сокращающий распространяется веером.

Черными точками обозначены ядра мышечных клеток. Обратите внимание, что у сердечной мышцы они находятся внутри мышечного волокна, а у поперечно-полосатой на его краю.

Для нас представляет интерес строение поперечно-полосатой мышечной ткани, так как она представляет основу скелетной мускулатуры человека и способна гипертрофироваться под воздействием физической нагрузки.

Строение и управление скелетными мышцами человека

На рисунке упрощенно для наглядности представлена мышечная ткань в разрезе. В принципе все очень наглядно. Я хотел бы остановиться только на двух аспектах строения мышцы, которые будут интересны широкому кругу интересующихся этим вопросом:

1 аспект – где и как сгорает жир?

2 аспект – за счет чего сокращается мышца и что происходит, когда происходит отказ мышцы сокращаться далее?

Где и как сгорает жир?

Я немного упрощенно буду рассматривать этот вопрос, чтобы уважаемый читатель все-таки смог дочитать статью до конца.

Сгорает жир в клеточных образованиях, которые называются митохондрии. Это клетки, основная обязанность которых вырабатывать энергию (АТФ) для нужд организма, в том числе для сократительных движений мышц.

Располагаются эти маленькие «электростанции» вблизи миофибрилл (см. на рисунке). Миофибриллы состоят из (упрощенно) двух ниточек (цепочек) особых белков миозина и актина, которые под воздействием электрического импульса нет, не сокращаются, а начинают двигаться навстречу вдоль друг друга, чем и обеспечивают сокращение мышечного волокна. И для этого им нужна энергия, которую вырабатывают для них митохондрии.

Но все знают, что наш организм за миллионы лет эволюции научился запасать энергию в виде жира на случай внезапной голодовки, который он начинает отдавать, но только при определенных условиях, а именно:

  • Количество поступающей энергии должно быть меньше расходуемой. Вот здесь начинается главный «камень преткновения», о котором скажем ниже.
  • Более активное сжигание (окисление) жира начинает происходить при повышенном поступлении кислорода. Это к вопросу проведения кардиотренировок. Но высвобождение жира из клеток происходит при низкой интенсивной нагрузке, которая должна длиться без перерыва довольно долго.

Например, по данным научных исследований утром на голодный желудок жиры начинают расходоваться через 15-20 минут после начала нагрузки. В другое время где-то минут через 30-40. Но все очень индивидуально и зависит от многих факторов, но, пожалуй, главный из которых уровень сахара в крови: чем он ниже, тем быстрее поступит команда для организма на сжигание жиров.

Растиражированное мнение о том, что поступление энергии должно быть меньше чем расход в основе своей верно, но если приход энергии можно хоть как то посчитать (хотя это тоже не однозначно. Вспомните хотя бы определение калории), то расход энергии – это вещь весьма и весьма приблизительная.

Так что же делать и как можно все-таки использовать эту сомнительную методику я расскажу в следующей статье.

Что происходит при отказе мышцы сокращаться?

Главный вопрос в ответе, на который и проявляется причина роста (гипертрофии) мышечной ткани. В том случае, если мышца не может сокращаться далее или не может удерживать вес, то речь идет о повреждении связей между миозином и актином. После тренировочного процесса запускается процесс восстановления поврежденных мышц с последующим увеличением (гиперкомпенсацией) их объема.

На текущий момент времени существуют противоречивые данные, за счет чего увеличивается объем мышечной ткани. Если с причиной этого явления более, менее все ясно, то технологией этого (за счет чего) пока туманно. Есть две версии:

  • За счет увеличения объема мышечной клетки
  • За счет увеличения количества мышечных клеток

Если кому интересно можете поискать в интернете. Я думаю, что более важно понимать процессы, приводящие к гипертрофии мышечной массы (для желающих ее увеличить) и процессы способствующие похудению (избавление от жировой массы).

Если с ростом мышц все относительно понятно, то процессам похудения я намерен посвятить отдельную статью.

Еще один интересный постулат

Как вы все знаете силовой тренинг, направленный на увеличение мышечной массы предполагает работу мышцы на 8-12 повторений, но чтобы достичь максимального «разрушения» мышечных волокон необходимо, чтобы нагрузка продолжалась от 10 до 30 секунд.

Почему так? Дело в том, что именно в этот промежуток времени происходит истощение текущих запасов энергии и «не подключение» других источников энергии, что и приводит к максимальному «повреждению» мышечной ткани. А так как никто с секундомером по залу не бегает, то в среднем и берется это количество повторений.

Какое отличие гладкой мышечной ткани от поперечно-полосатой?

1 7 · Хороший ответ

Из какой мышечной ткани состоит сердечная мышца? ( гладкой или поперечнополосатой?) срочно.

Почему диафрагма образована поперечно-полосатой тканью, а не гладкой?

Ответ выше не совсем верен. Диафрагма должна сокращаться и расслабляться довольно часто, но этим же занимается и гладкомышечная мускулатура сосудов или кишечника. Разница в том, что сосуды сокращаются асинхронно, а диафрагма — синхронно, потому что скелетные мышцы способны к синхронному сокращению (иначе не возникало бы такого нарастания силы), а гладкомышечные — нет. Если бы диафрагма не могла сокращаться синхронно, глубины наших вдохов и выдохов были ничтожно малы и они были совершенно неэффективны. По той же причине и в сердце мышечная ткань не гладкая, хотя там вообще специальный вид поперечно-полосатой мускулатуры.

Читайте также:  Что такое слабые мышцы руки ног

Для особо любознательных, небольшое и поверхностное объяснение тому, почему поперечно-полосатая ткань сокращается синхронно, а гладкомышечная — нет. Эти особенности на самом деле даже заключены в их названиях. Во всех мышцах есть так называемые сократительные белки актин и миозин, которые при сокращении как бы наезжают в промежутки между друг другом, тем самым “сокращая” длину мышцы, то есть приводя к сокращению оной. Так вот, под микроскопом поперечно-полосатая ткань действительно имеет поперечную исчерченность, потому что все нити актина там расположены друг под другом, как и все нити миозина в любом участке мышцы, тогда как в гладкой мускулатуре они расположены чуть ли не хаотично.

1 9 · Хороший ответ

К каким тканям относится вискоза – натуральным или нет?

Вискоза – это ткань из натурального сырья, но созданная искусственно. В роли сырья здесь выступает древесная целлюлоза, из которой производят бумагу, целлофан и еще много всего.

По потребительским характеристикам вискоза близка к натуральным тканям.

Мышечная система человека

Общий обзор мышечной системы человека

У позвоночных животных и человека различают три разных по строению группы мышц:

  • поперечно-полосатые мышцы скелета;
  • поперечно-полосатая мышца сердца;
  • гладкие мышцы внутренних органов, сосудов и кожи.

Рис. 1. Виды мышц человека

Гладкие мышцы

Из двух видов мышечной ткани (поперечно-полосатой и гладкой) гладкая мышечная ткань находится на более низкой ступени развития и присуща низшим животным.

Гладкие мышцы образуют мышечный слой стенок желудка, кишечника, мочеточников, бронхов, кровеносных сосудов и других полых органов. Они состоят из веретенообразных мышечных волокон и не имеют поперечной исчерченности, так как миофибриллы в них расположены менее упорядоченно. В гладких мышцах отдельные клетки соединяются между собой специальными участками наружных мембран — нексусами. За счет этих контактов потенциалы действия распространяются с одного мышечного волокна на другое. Поэтому в реакцию возбуждения быстро вовлекается вся мышца.

Гладкие мышцы осуществляют движения внутренних органов, кровеносных и лимфатических сосудов. В стенках внутренних органов они, как правило, располагаются в виде двух слоев: внутреннего кольцевого и наружного продольного. В стенках артерии они формируют спиралевидные структуры.

Характерной особенностью гладких мышц является их способность к спонтанной автоматической деятельности (мышцы желудка, кишечника, желчного пузыря, мочеточников). Это свойство регулируется нервными окончаниями. Гладкие мышцы пластичны, т.е. способны сохранять приданную растяжением длину без изменения напряжения. Скелетная мышца, наоборот, обладает малой пластичностью и эту разницу легко установить в следующем опыте: если растянуть с помощью грузов и гладкую и поперечно-полосатую мышцы и снять груз, то скелетная мышца сразу же после этого укорачивается до первоначальной длины, а гладкая мышца долгое время может находиться в растянутом состоянии.

Такое свойство гладких мышц имеет большое значение для функционирования внутренних органов. Именно пластичность гладких мышц обеспечивает лишь небольшое изменение давления внутри мочевого пузыря при его наполнении.

Рис. 2. А. Волокно скелетной мышцы, клетка сердечной мышцы, гладкая мышечная клетка. Б. Саркомер скелетной мышцы. В. Строение гладкой мышцы. Г. Механограмма скелетной мышцы и мышцы сердца.

Гладким мышцам присущи те же основные свойства, что и поперечнополосатым скелетным мышцам, но и некоторые особые свойства:

  • автоматия, т.е. способность сокращаться и расслабляться без внешних раздражений, а за счет возбуждений, возникающих в них самих;
  • высокая чувствительность к химическим раздражителям;
  • выраженная пластичность;
  • сокращение в ответ на быстрое растяжение.

Сокращение и расслабление гладких мышц происходит медленно. Это способствует наступлению перестальтических и маятникообразных движений органов пищеварительного тракта, что приводит к перемещению пищевого комка. Длительное сокращение гладких мышц необходимо в сфинктерах полых органов и препятствует выходу содержимого: желчи в желчном пузыре, мочи в мочевом пузыре. Сокращение гладкомышечных волокон совершается независимо от нашего желания, под воздействием внутренних, не подчиненных сознанию причин.

Поперечно-полосатые мышцы

Поперечно-полосатые мышцы располагаются на костях скелета и сокращением приводят в движение отдельные суставы и все тело. Скелетные мышцы образуют тело, или сому, поэтому их еще называют соматическими, а иннервирующую их систему — соматической нервной системой.

Благодаря деятельности скелетной мускулатуры осуществляется передвижение тела в пространстве, разнообразная работа конечностей, расширение грудной клетки при дыхании, движение головы и позвоночника, жевание, мимика лица. Насчитывается более 400 мышц. Общая масса мышц составляет 40% веса. Обычно средняя часть мышцы состоит из мышечной ткани и образует брюшко. Концы мышц — сухожилия построены из плотной соединительной ткани; они соединяются с костями при помощи надкостницы, но могут прикрепляться и к другой мышце, и к соединительному слою кожи. В мышце мышечные и сухожильные волокна объединяются в пучки при помощи рыхлой соединительной ткани. Между пучками располагаются нервы и кровеносные сосуды. Сила мышцы пропорциональна количеству волокон, составляющих брюшко мышцы.

Рис. 3. Функции мышечной ткани

Некоторые мышцы проходят только через один сустав и при сокращении приводят его в движение — односуставные мышцы. Другие мышцы проходят через два или несколько суставов — многосуставные, они производят движение в нескольких суставах.

Читайте также:  Воспаление мышц спины и шеи симптомы и лечение

При сокращении концы мышцы, прикрепленные к костям, приближаются друг к другу, а размеры мышцы (длина) уменьшается. Кости, соединенные суставами, действуют как рычаги.

Изменяя положение костных рычагов, мышцы действуют на суставы. При этом каждая мышца влияет на сустав только в одном направлении. У одноосного сустава (цилиндрический, блоковидный) имеются две действующие на него мышцы или группы мышц, являющиеся антагонистами: одна мышца — сгибатель, другая — разгибатель. В то же время на каждый сустав в одном направлении действует, как правило, две мышцы и более, являющиеся синергистами (синергизм — совместное действие).

У двуосного сустава (эллипсоидный, мышелковый, седловидный) мышцы группируются соответственно двум его осям, вокруг которых совершаются движения. К шаровидному суставу, имеющему три оси движения (многоосный сустав), мышцы прилежат со всех сторон. Так, например, в плечевом суставе имеются мышцы-сгибатели и разгибатели (движения вокруг фронтальной оси), отводящие и приводящие (сагиттальная ось) и вращатели вокруг продольной оси, кнутри и кнаружи. Различают три вида работы мышц: преодолевающую, уступающую и удерживающую.

Если благодаря сокращению мышцы меняется положение части тела, то преодолевается сила сопротивления, т.е. выполняется преодолевающая работа. Работа, при которой сила мышцы уступает действию силы тяжести и удерживаемого груза, называется уступающей. В этом случае мышца функционирует, однако она не укорачивается, а удлиняется, например, когда невозможно поднять или удержать на весу тело, имеющее большую массу. При большом усилии мышц приходится опустить это тело на какую-нибудь поверхность.

Удерживающая работа выполняется благодаря сокращению мышц, тело или груз удерживается в определенном положении без перемещения в пространстве, например человек держит груз, не двигаясь. При этом мышцы сокращаются без изменения длины. Сила сокращения мышц уравновешивает массу тела и груза.

Когда мышца, сокращаясь, перемешает тело или его части в пространстве, они выполняют преодолевающую или уступающую работу, которая является динамической. Статистической является удерживающая работа, при которой не происходит движений всего тела или его части. Режим, при котором мышца может свободно укорачиваться, называется изотоническим (не происходит изменения напряжения мышцы и меняется только ее длина). Режим, при котором мышца не может укоротиться, называется изометрическим — меняется только напряжение мышечных волокон.

Рис. 4. Мышцы человека

Строение поперечно-полосатых мышц

Скелетные мышцы состоят из большого числа мышечных волокон, которые объединяются в мышечные пучки.

В одном пучке содержится 20-60 волокон. Мышечные волокна представляют собой клетки цилиндрической формы длиной 10-12 см и диаметром 10-100 мкм.

Каждое мышечное волокно имеет оболочку (сарколемму) и цитоплазму (саркоплазму). В саркоплазме находятся все компоненты животной клетки и вдоль оси мышечного волокна располагаются тонкие нити — миофибриллы, Каждая миофибрилла состоит из протофибрилл, в состав которых вкючены нити белков миозина и актина, являющихся сократительным аппаратом мышечного волокна. Миофибриллы разделены между собой перегородками, которые называются Z-мембранами, на участки — саркомеры. На обоих концах саркомеров к Z-мембране прикреплены тонкие актиновые нити, а в середине расположены толстые миозиновые нити. Нити актина своими концами частично входят между миозиновыми нитями. В световом микроскопе нити миозина выглядят в виде светлой полоски в темном диске. При электронной микроскопии скелетные мышцы выглядят исчерченными (поперечно-полосатыми).

Рис. 5. Поперечные мостики: Ак — актин; Мз — миозин; Гл — головка; Ш — шейка

На боковых сторонах миозиновой нити имеются выступы, получившие название поперечных мостиков (рис. 5), которые расположены под углом 120° по отношению к оси миозиновой нити. Актиновые филаменты выглядят в виде двойной нити, закрученной в двойную спираль. В продольных бороздках актиновой спирали находятся нити белка тропомиозина, к которым присоединен белок тропонин. В состоянии покоя молекулы белка тропомиозина расположены таким образом, чтобы предотвращать прикрепление поперечных мостиков миозина к актиновым нитям.

Рис. 6. А — организация цилиндрических волокон в скелетной мышце, прикрепленной к костям сухожилиями. Б — структурная организация филаментов в волокне скелетной мышцы, создающая картину поперечных полос.

Рис. 7. Строение актина и миозина

Во многих местах поверхностная мембрана углубляется в виде микротрубок внутрь волокна, перпендикулярно его продольной оси, образуя систему поперечных трубочек (Т-система). Параллельно миофибриллам и перпендикулярно поперечным трубочкам между миофибрилл расположена система продольных трубочек (саркоплазматический ретикулум). Концевые расширения этих трубочек — терминальные цистерны — подходят очень близко к поперечным трубочкам, образуя совместно с ними так называемые триады. В цистернах сосредоточено основное количество внутриклеточного кальция.

Механизм сокращения скелетной мышцы

Мышечная ткань состоит из клеток, называемых мышечными волокнами. Снаружи волокно окружено оболочкой — сарколеммой. Внутри сарколеммы содержится цитоплазма (саркоплазма), содержащая ядра и митохондрии. В ней содержится огромное количество сократительных элементов, называемых миофибриллами. Миофибриллы проходят от одного конца мышечного волокна до другого. Они существуют сравнительно короткий срок — около 30 суток, после чего и происходит их полная смена. В мышцах идет интенсивный синтез белка, необходимый для образования новых миофибрилл.

Мышечное волокно содержит большое количество ядер, которые располагаются непосредственно под сарколеммой, поскольку основная часть мышечного волокна занята миофибриллами. Именно наличие большого числа ядер обеспечивает синтез новых миофибрилл. Такая быстрая смена миофибрилл обеспечивает высокую надежность физиологических функций мышечной ткани.

Читайте также:  Для мышцы яичный белок

Рис. 7. А — схема организации саркоплазматического ретикулума, поперечных трубочек и миофибрилл. Б — схема анатомической структуры поперечных трубочек и саркоплазматического ретикулума в индивидуальном волокне скелетной мышцы. В — роль саркоплазматического ретикулума в механизме сокращения скелетной мышцы

Каждая миофибрилла состоит из правильно чередующихся светлых и темных участков. Эти участки, обладая разными оптическими свойствами, создают поперечную исчерченность мышечной ткани.

В скелетной мышце сокращение вызывается поступлением к ней импульса по нерву. Передача нервного импульса с нерва на мышцу осуществляется через нервно-мышечный синапс (контакт).

Одиночный нервный импульс, или однократное раздражение, приводит к элементарному сократительному акту — одиночному сокращению. Начало сокращения не совпадает с моментом нанесения раздражения, поскольку существует скрытый, или латентный, период (интервал между нанесением раздражения и началом сокращения мышцы). В этот период происходит развитие потенциала действия, активация ферментных процессов и распад АТФ. После этого начинается сокращение. Распад АТФ в мышце приводит к превращению химической энергии в механическую. Энергетические процессы всегда сопровождаются выделением тепла и тепловая энергия обычно является промежуточной между химической и механическими энергиями. В мышце же химическая энергия превращается непосредственно в механическую. Но тепло в мышце образуется и за счет укорочения мышцы, и во время ее расслабления. Тепло, образующееся в мышцах, играет большую роль в поддержании температуры тела.

В отличие от сердечной мышцы, которая обладает свойством автоматики, т.е. она способна сокращаться под влиянием импульсов, возникающих в ней самой, и в отличие от гладкой мускулатуры, также способной к сокращению без поступления сигналов извне, скелетная мышца сокращается только при поступлении к ней сигналов из ЦНС. Непосредственно сигналы к мышечным волокнам поступают по аксонам двигательных клеток, расположенным в передних рогах серого вещества спинного мозга (мотонейронам).

Рефлекторный характер деятельности мышц и координация мышечных сокращений

Скелетные мышцы в отличие от гладких способны совершать произвольные быстрые сокращения и производить этим значительную работу. Рабочим элементом мышцы является мышечное волокно. Типичное мышечное волокно представляет собой структуры с несколькими ядрами, отодвинутыми на периферию массой сократительных миофибрилл.

Мышечные волокна обладают тремя основными свойствами:

  • возбудимостью — способностью отвечать на действия раздражителя генерацией потенциала действия;
  • проводимостью — способностью проводить волну возбуждения вдоль всего волокна в обе стороны от точки раздражения;
  • сократимостью — способностью сокращаться или изменять напряжение при возбуждении.

В физиологии имеется понятие двигательной единицы, под которой подразумевается один двигательный нейрон и все мышечные волокна, которые этот нейрон иннервирует. Двигательные единицы бывают разными по объему: от 10 мышечных волокон на единицу для мышц, выполняющих точные движения, до 1000 и более волокон на двигательную единицу для мышц «силовой направленности». Характер работы скелетных мышц может быть различным: статическая работа (поддержание позы, удержание груза) и динамическая работа (перемещение тела или груза в пространстве). Мышцы участвуют также в передвижении крови и лимфы в организме, выработке тепла, актах вдоха и выдоха, являются своеобразными депо для воды и солей, защищают внутренние органы, например мышцы брюшной стенки.

Для скелетной мышцы характерны два основных режима сокращения — изометрический и изотонический.

Изометрический режим проявляется в том, что в мышце во время ее активности нарастает напряжение (генерируется сила), но из-за того, что оба конца мышцы фиксированы (например, при попытке поднять очень большой груз), — она не укорачивается.

Изотонический режим проявляется в том, что мышца первоначально развивает напряжение (силу), способное поднять данный груз, а потом мышца укорачивается — меняет свою длину, сохраняя напряжение, равное весу удерживаемого груза. Чисто изометрического или изотонического сокращения практически наблюдать нельзя, но существуют приемы так называемой изометрической гимнастики, когда спортсмен напрягает мышцы без изменения длины. Эти упражнения в большей мере развивают силу мышц, чем упражнения с изотоническими элементами.

Сократительный аппарат скелетной мышцы представлен миофибриллами. Каждая миофибрилла диаметром 1 мкм состоит из нескольких тысяч протофибрилл — тонких, удлиненных полимеризированных молекул белков миозина и актина. Миозиновые нити в два раза тоньше актиновых, и в состоянии покоя мышечного волокна актиновые нити свободными кольцами входят между миозиновыми нитями.

В передаче возбуждения большую роль играют ионы кальция, которые входят в межфибриллярное пространство и запускают механизм сокращения: взаимное втягивание относительно друг друга актиновых и миозиновых нитей. Втягивание нитей происходит при обязательном участии АТФ. В активных центрах, расположенных на одном из концов миозиновых нитей, АТФ расщепляется. Энергия, выделяемая при расщеплении АТФ, преобразуется в движение. В скелетных мышцах запас АТФ невелик — всего на 10 одиночных сокращений. Поэтому необходим постоянный ре- синтез АТФ, который идет тремя путями: первый — за счет запасов креатинфосфата, которые ограничены; второй — гликолитический путь при анаэробном расщеплении глюкозы, когда на одну молекулу глюкозы образуется две молекулы АТФ, но одновременно образуется молочная кислота, которая тормозит активность гликолитических ферментов, и наконец третий — аэробное окисление глюкозы и жирных кислот в цикле Кребса, совершающееся в митохондриях и образующее 38 молекул АТФ на 1 молекулу глюкозы. Последний процесс наиболее экономичный, но очень медленный. Постоянная тренировка активизирует третий путь окисления, в результате чего повышается выносливость мышц к длительным нагрузкам.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Adblock
detector