Чем мышечное волокно скелетной мышцы отличается

Содержание
  1. Мышечные ткани
  2. Гладкая (висцеральная) мускулатура
  3. Скелетная поперечно-полосатая мускулатура
  4. Саркомер
  5. Сердечная мышечная ткань
  6. Ответ мышц на физическую нагрузку
  7. Происхождение мышц
  8. Типы мышечных волокон
  9. Устройство мышечного волокна
  10. Типы волокон
  11. Классификации мышечных волокон
  12. Характеристики мышечных волокон
  13. Функции мышечных волокон
  14. Расположение мышечных волокон различных типов в скелетных мышцах
  15. Литература
  16. Мышцы
  17. Строение скелетной мышцы
  18. Строение мышечной ткани внутренних органов и сосудов
  19. Классификация скелетных мышц
  20. Вспомогательные приспособления мышц
  21. Сосуды и нервы в мышечных тканях
  22. Биомеханические принципы работы мышц
  23. Мышечная ткань: виды, особенности строения и функции
  24. Свойства и виды мышечной ткани
  25. Строение и функции гладкой мышечной ткани
  26. Строение и функции скелетной мышечной ткани
  27. Строение и функции сердечной мышечной ткани
  28. Компоненты сократительной системы
  29. Где находится мышечная ткань?
  30. Чем мышечное волокно скелетной мышцы отличается от гладкой мышечной ткани?

Мышечные ткани

Чем мышечное волокно скелетной мышцы отличается

Мышечные ткани составляют активную часть опорно-двигательного аппарата (пассивной частью являются кости.) Важнейшие функции мышечной ткани: сократимость и возбудимость. К данной группе тканей относятся гладкая, поперечно-полосатая (скелетная) и сердечная мышечные ткани.

Гладкая (висцеральная) мускулатура

Эта мышечная ткань встречается в стенках внутренних органах (кишечник, мочевой пузырь), в стенках сосудов, протоках желез. Эволюционно является наиболее древним видом мускулатуры.

Состоит из веретенообразных миоцитов – коротких одноядерных клеток. Слабо выражено межклеточное вещество, клетки сближены друг с другом: благодаря этому возбуждение, возникшее в одной клетке, волнообразно распространяется на все остальные клетки.

Гладкая мышечная ткань отличается своей способностью к длительному тоническому напряжению, что очень важно для работы внутренних органов (к примеру, мочевого пузыря), практически не утомляется. Скелетная мышечная ткань, которую мы изучим чуть позже, такой способностью не обладает и утомляется быстро.

Осуществляется сокращение с помощью клеточных органоидов – миофиламентов, которые расположены в клетке хаотично и не имеют такой упорядоченной структуры, как миофибриллы в скелетной мускулатуре (все познается в сравнении, уже скоро мы их изучим.)

Работа гладких мышц обеспечивается вегетативной (автономной) нервной системой: человек не может управлять ей произвольно. К примеру, невозможно по желанию сузить или расширить зрачок.

Скелетная поперечно-полосатая мускулатура

Скелетная ткань образует мышцы туловища, конечностей и головы.

В отличие от гладкой мускулатуры, скелетная образована не отдельными одноядерными клетками, а длинными многоядерными волокнами, имеющими до 100 и более ядер – миосимпластами. Миосимпласт представляет совокупность слившихся клеток, имеет длину от нескольких миллиметров до нескольких сантиметром.

Внутри миосимпласта находится саркоплазма, снаружи миосимпласт покрыт сарколеммой.

Характерная черта данной ткани – поперечная исчерченность, выражающаяся в равномерном чередовании светлых и темных полос на мышечном волокне. Это происходит потому, что границы саркомеров в соседних миофибриллах совпадают, вследствие чего все волокно приобретает поперечную исчерченность. Теперь самое время изучить микроскопическую основу мышцы – саркомер.

Саркомер

Сократимость мышечной ткани обусловлена наличием в клетках миофиламентов. Саркомер – элементарная сократительная единица мышцы. Состоит из тонкого белка – актина, и толстого – миозина. Сокращение осуществляется благодаря трению нитей актина о нити миозина, в результате чего саркомер укорачивается.

Источником энергии для сокращения служат молекулы АТФ. К тому же невозможно представить сокращение мышц без участия ионов кальция: именно они связываются с тропонином (белком между нитями актина), что обуславливает соединение актина и миозина. При сокращении мышц выделяется тепло.

Замечу, что трупное окоченение – посмертное затвердевание мышц – связано именно с ионами кальция, которые устремляются в область низкой концентрации (мышцы), способствуя связыванию актина и миозина. Мертвый организм не способен разорвать цикл, возникший в мышцах, в связи с чем наблюдается стойкая мышечная контрактура: конечности очень сложно разогнуть или согнуть.

Вернемся к скелетным мышцам. Имеется еще ряд важных моментов, о которых нужно знать.

В процесс возбуждения вовлекается изолированно один миосимпласт, соседние волокна не возбуждают друг друга, в отличие от гладких миоцитов. Скелетные мышцы быстро утомляются и сокращаются мгновенно (у гладких мышц фазы сокращения и расслабления растянуты во времени.)

Скелетные мышцы поддаются нашему осознанному контролю, их скоращение регулируется произвольно. К примеру, по желанию мы можем изменить скорость движения руки, темп бега, силу прыжка. Мышцы покрыты фасцией, крепятся к костям сухожилиями, и, сокращаясь, приводят в движение суставы.

Сердечная мышечная ткань

Мышечная ткань сердца – миокард (от др.-греч. μῦς «мышца» + καρδία – «сердце») – средний слой сердца, составляющий основную часть его массы.

Этот тип мышечной ткани удивительным образом сочетает характеристики двух предыдущих, изученных нами, тканей (возбудимость, сократимость) и имеет одно новое уникальное свойство. Сердечная мышечная ткань состоит из одиночных клеток, имеющих поперечно-полосатую исчерченность.

В некоторых участках эти клетки смыкаются, образуя между собой контакты, благодаря которым возбуждение одной клетки волнообразно передается на соседние, таким образом, охватываются новые участки миокарда. Сокращается эта ткань непроизвольно, не утомляется.

Сердечная ткань обладает уникальным свойством – автоматизмом – способностью возбуждаться и сокращаться без влияний извне, самопроизвольно. Это легко можно подтвердить, изолировав сердце лягушки из организма в физиологический раствор: сокращения сердца в нем будут продолжаться еще несколько часов.

Автоматизм возможен благодаря наличию в миокарде особых пейсмекерных клеток, которые также называют водителями ритма. Они спонтанно генерируют нервные импульсы, которые охватывают весь миокард, в результате чего осуществляется сокращение. Именно благодаря водителям ритма сердце лягушки продолжает биться, будучи полностью отделенным от тела.

Ответ мышц на физическую нагрузку

Физические нагрузки приводят к гипертрофии мышц (от др.-греч. ὑπερ- «чрез, слишком» + τροφή – «еда, пища») – в них увеличивается количество мышечных волокон, объем мышечной массы нарастает.

В условиях гиподинамии (от греч. ὑπό — «под» и δύνᾰμις — «сила»), то есть пониженной активности, мышцы уменьшаются вплоть до полной атрофии. В худшем случае волокна мышечной ткани перерождаются в соединительную ткань, после чего пациент становится обездвиженным.

Необходимо отметить, что сердечная мышечная ткань также дает ответную реакцию на чрезмерную нагрузку: сердце увеличивается в размере, нарастает масса миокарда. Причиной могут быть генетические заболевания, повышенное артериальное давление. Гипертрофия сердца – состояние, требующее вмешательства врача и наблюдения за пациентом.

В большинстве случае гипертрофия сердца обратима, а у спортсменов наблюдается так называемая физиологическая гипертрофия (вариант нормы).

Происхождение мышц

Мышцы развиваются из среднего зародышевого листка – мезодермы.

Источник: https://studarium.ru/article/79

Типы мышечных волокон

Чем мышечное волокно скелетной мышцы отличается

Мышца содержит различные типы мышечных волокон, которые отличаются по своим функциям.

Мышечные волокна разделяют на два типа:

  1. Красные (медленные волокна, или волокна типа I). Красные мышечные волокна густо усеяны капиллярами. Для ресинтеза АТФ используется преимущественно кислородный механизм. Поэтому красные волокна обладают высокой аэробной и ограниченной анаэробной способностью. Красные волокна работают относительно медленно, но не так быстро устают. Они способны поддерживать работу длительное время. Это важно для выносливости.
  2. Белые (быстрые волокна, или волокна типа II). В белых мышечных волокнах содержание капилляров умеренное. Ресинтез АТФ идет преимущественно анаэробно за счет фасфатного и лактатного механизма. Поэтому белые волокна обладают высокой анаэробной способностью и относительно низкой аэробной. Они быстро работают и быстро устают. Белые волокна могут производить энергичные взрывные упражнения в течение короткого периода времени. Это важно в скоростно-силовых видах спорта — спринтерский бег, метание, прыжки, борьба, тяжелая атлетика. Белые волокна делятся на тип IIа и IIb. Волокна IIb чисто анаэробные. Волокна IIа обладают высокой анаэробной и аэробной способностью ресинтеза АТФ. Волокна IIа поддерживают волокна типа I во время длительной работы на выносливость.

Каждый тип мышечных волокон тренируется определенным образом. Чем больше быстросокращающихся волокон в мышцах спортсмена, тем выше его спринтерские возможности. Соотношение медленносокращающихся и быстросокращающихся волокон может сильно различаться между людьми, но соотношение мышечных волокон у отдельного человека неизменно. Изначально мы рождаемся либо спринтерами, либо стайерами.

Не существует разницы в соотношении быстросокращающихся и медленносокращающихся волокон у мужчин и женщин. Реакция на тренировку мышечных волокон у женщин и мужчин одинакова.

Под действием тренировок белые волокна могут превратиться в красные. Спринтер может превратиться в хорошего стайера, хотя вместе с повышением выносливости у него снизятся спринтерские качества.

Спортсмен на выносливость не сможет изменить состав своих мышц, выполняя нагрузки скоростно-силового характера. С возрастом спринтерские способности спортсмена снижаются быстрее, чем способности к выполнению длительной работы.

Способности к выполнению длительной работы могут поддерживаться вплоть до преклонного возраста.

Устройство мышечного волокна

Мышечное волокно является структурной единицей мышечной ткани, которое состоит из:

  • миофибрилл (сократительных элементов);
  • митохондрий (энергопродукция);
  • ядер (регуляция);
  • сарколемы (соединительно-тканной оболочки);
  • саркоплазматический или эндоплазматический ретикулум (депо кальция, необходимого для возбуждения миофибриллы);
  • капилляры (поставка питательных веществ и кислорода).

Типы волокон

У людей все волокна скелетных мышц имеют разные механические и метаболические свойства. Различные типы мышечных волокон определяют по максимальной скорости их сокращения (быстрой и медленной) и главного метаболического пути, который они используют для образования АТФ (окислительный и гликолитический). Мышечные волокна в целом делятся на:

  1. I тип: медленные окислительные (МО) – медленные, тонкие, слабые, неутомляемые мышечные волокна. Низкий порог активации мотонейрона. Волокна I типа хорошо кровоснабжаются и имеют большее количество миоглобина, что придает им характерный красный цвет (красные волокна). Они также отличаются наличием многочисленных крупных митохондрий, содержащих ферменты окислительного фосфорилирования. Хотя в медленных волокнах больше миозина, чем в быстрых мышечных волокнах, они содержат меньше фермента АТФазы и медленнее сокращаются. Иннервация обеспечивается малыми альфа-мотонейронами спинного мозга. Благодаря низкой скорости сокращения они больше приспособлены к длительным нагрузкам, что, например, очень важно для поддержания позы.
  2. II тип: быстрые гликолитические волокна – толще, чем мышечные волокна I типа, отличаются быстрыми сокращениями, развивают большую силу и быстрее утомляются. Эти волокна хуже кровоснабжаются и имеют меньше митохондрий, липидов и миоглобина. В литературе они описываются как белые волокна. В отличие от медленных волокон, быстрые волокна содержат в основном ферменты анаэробного окисления и больше миофибрилл. Эти миофибриллы отличаются меньшим содержанием миозина, который, однако, сокращается быстрее и лучше метаболизирует аденозинтрифосфат (АТФ). Кроме того, в этих волокнах лучше выражен саркоплазматический ретикулум. Благодаря высокой скорости сокращения и быстрой утомляемости эти волокна способны на кратковременную работу. Иннервация осуществляется большими альфа-мотонейронами спинного мозга. Эти волокна делятся на:
  • IIа тип: быстрые окислительно-гликолитические (БОГ) или просто быстрые окислительные – промежуточные волокна, средней толщины. Более выносливы, чем волокна IIb типа, но утомляются быстрее, чем волокна I типа. Способны к выраженному сокращению, при этом развивают среднюю силу. Источниками энергии являются как окислительные, так анаэробные механизмы (быстрые окислительные волокна).
  • IIb тип: быстрые гликолитические волокна (БР) – крупные, быстрые, сильные, быстроутомляемые мышечные волокна, с высоким порогом активации мотонейрона. Активируются при кратковременных нагрузках и развивают большую силу. Получают энергию через процессы анаэробного окисления, источником энергии является гликоген. В этих волокнах обнаруживают большое количество гликогена и мало митохондрий.

Поскольку скорость сокращения самых быстрых мышечных волокон несколько выше, чем скорость сокращений волокон IIb типа, самые быстрые волокна называются в литературе волокнами IIх типа.

Иногда выделяют волокна IIс типа — эти волокна не похожи на волокна ни I, ни II типа. Они проявляют как окислительную, так и гликолитическую активность и представлены лишь в небольшом количестве (около 1%). В зависимости от типа тренировок они могут переходить в волокна I или II типа.

Мышечные волокна возбуждаемые одним мотонейроном входят в состав одной двигательной единицы (ДЕ). Ске­летные мышцы человека состоят из ДЕ всех трех типов. Одни из них включают преимущественно медленные ДЕ, другие — быстрые, третьи — и те, и другие.

Критерий разделенияI типаIIa типаIIb типа
Скорость сокращения (определяется по миозиновой АТФ-азе)Медленные (частота нервных импульсов до 25 Гц)Средняя (25-50 Гц)Быстрые (частота нервных импульсов 50-100 Гц)
Обмен веществ (определяется по ферментам аэробных процессов, по ферментам митохондрий: сукцинатдегидрогеназе или СДГ)Окислительный (с кислородом)СмешанныйГликолитический (без кислорода)
Цвет (зависит от количества миоглобина)Красные (много миоглобина и митохондрий)Светло-красный (красный)Белые (мало миоглобина и митохондрий)
Порог активацииНизкийСреднийВысокий
Диаметр50 мкм80 мкм100 мкм
Утомление (при постоянной нагрузке)Снижение силы на 50% через несколько часовСнижение силы на 50% через 10 мин.Снижение силы на 50% через 1,5 мин.

На изображении показано строение скелетной мышцы (кликните для увеличения изображения)

Быстрые и медленные мышечные волокна

Классифицируются по активности фермента миозиновой АТФ-азы и, соответственно, по скорости сокращения мышц. Волокна, содержащие миозин с высокой активностью АТФ-азы, относят к быстрым волокнам, а те, что содержат миозин с более низкой активностью АТФ-азы, – к медленным.

Активность АТФ-азы наследуется и тренировки не влияют на соотношение быстрых и медленных волокон. Освобождение энергии, заключенной в АТФ, осуществляется благодаря АТФ-азе. Энергии одной молекулы АТФ достаточно для одного поворота (гребка) миозиновых мостиков.

Мостики расцепляются с актиновым филаментом, возвращаются в исходное положение, сцепляются с новым участком актина и делают гребок. Скорость одиночного гребка одинакова у всех мышц. Для очередного гребка требуется новая молекула АТФ.

В волокнах с высокой АТФ-азной активностью расщепление АТФ происходит быстрее, и за единицу времени происходит большее количество гребков мостиками, то есть мышца сокращается быстрее и, соответственно, сильнее.

Медленные окислительные волокна содержат множество митохондрий и обладают высокой способностью к окислительному фосфорилированию. Эти волокна могут содержать значительное количество липидов, но меньшее количество гликогена. Большая часть АТФ, произведенного такими волокнами, зависит от снабжения крови кислородом и топливных молекул.

Эти волокна окружают многочисленные капилляры. Они также содержат большое количество связывающего кислород миоглобина, который увеличивает поглощение кислорода тканями и способствует небольшому внутриклеточному накоплению кислорода.

Миоглобин придает темно-красный цвет, поэтому окислительные волокна часто называют красными мышечными волокнами.

В быстрых волокнах, также названных гликолитическими волокнами, напротив, содержится мало митохондрий, но они обладают высокой концентрацией гликолитических ферментов и большим запасом гликогена.

Из-за ограниченного использования кислорода их окружает относительно небольшое количество капилляров, и они содержат мало миоглобина.

Их называют белыми мышечными волокнами вследствие их более светлого цвета по сравнению с красными окислительными волокнами.

При легкой нагрузке (ходьба, прогулка на велосипеде, бег трусцой) энергия поставляется за счет аэробной системы — окисление жиров в мышечных волокнах типа I. Запасы жира неисчерпаемы.

При нагрузке средней мощности (бег, езда на велосипеде) в мышечных волокнах типа I помимо окисления жиров растет доля окисления углеводов, хотя энергообеспечение все еще протекает аэробным путем. Хорошо подготовленные спортсмены могут поддерживать максимальную аэробную нагрузку 1-2 часа. За это время происходит полное истощение запаса углеводов.

При повышении интенсивности работы (соревновательный бег на 10 км) включаются мышечные волокна типа IIа и окисление углеводов становится максимальным. Энергообеспечение идет за счет кислородного механизма, но и лактатная система вносит свой вклад.

Организм перерабатывает молочную кислоту с той скоростью, с какой ее производит. Если уровень интенсивности и доля участия лактатной системы в энергообеспечении продолжают расти, молочная кислота накапливается и быстро истощаются запасы углеводов.

Такая нагрузка может поддерживаться в течение ограниченного периода времени, в зависимости от тренированности спортсмена.

Во время спринтерской тренировки максимальной мощности или при выполнении интервалов с высокой интенсивностью включаются мышечные волокна типа IIb. Энергообеспечение идет полностью анаэробным путем. Источник энергии — исключительно углеводы. Показатели молочной кислоты сильно возрастают. Продолжительность нагрузки не может быть большой.

Интенсивность нагрузкиАктивные волокнаИсточники энергииЭнергетические системы
НизкаяТип IЖирыКислородная
СредняяТип I + IIаЖиры и углеводыКислородная и лактатная
ВысокаяТип I + Тип IIа + IIbУглеводыЛактатная и фосфатная

Гликолитические волокна, как правило, намного больше в диаметре, чем окислительные волокна. Чем больше диаметр, тем больше максимальное растяжение, которого они могут достичь (то есть тем они сильнее).

Классифицируются по окислительному потенциалу мышцы, то есть по количеству митохондрий в мышечном волокне. Митохондрии – это клеточные органеллы, в которых глюкоза или жир расщепляется до углекислого газа и воды, ресинтезируя АТФ, необходимую для ресинтеза креатинфосфата.

Креатинфосфат используется для ресинтеза миофибриллярных молекул АТФ, которые используются для мышечного сокращения.

Вне митохондрий в мышцах также может происходить расщепление глюкозы до пирувата с ресинтезом АТФ, но при этом образуется молочная кислота, которая закисляет мышцу и вызывает ее утомление.

По этому признаку мышечные волокна подразделяются на три группы:

  1. Окислительные мышечные волокна. В них масса митохондрий так велика, что существенной прибавки ее в ходе тренировочного процесса уже не происходит.
  2. Промежуточные мышечные волокна. В них масса митохондрий значительно снижена, и в мышце в процессе работы накапливается молочная кислота, однако достаточно медленно, и утомляются они гораздо медленнее, чем гликолитические.
  3. Гликолитические мышечные волокна имеют очень незначительное количество митохондрий. Поэтому в них преобладает анаэробный гликолиз с накоплением молочной кислоты, отчего они и получили свое название.

У не тренирующихся людей обычно быстрые волокна – гликолитические и промежуточные, а медленные – окислительные. Однако при правильных тренировках на увеличение выносливости быстрые мышечные волокна превращаются из гликолитических в промежуточные.

Также возможен переход промежуточных волокон в окислительные. При силовых тренировках промежуточные волокна могут переходить в гликолитические.

При этом соотношение медленных и быстрых волокон генетически предопределено практически не меняется вне зависимости от тренировок (переход не более 1-3%).

Смотрите также

Источник: https://JustSport.info/fitness/tipy-myshechnykh-volokon

Классификации мышечных волокон

В настоящее время общепринято считать, что у человека скелетные мышцы состоят из волокон различных типов. Существуют различные классификации типов мышечных волокон. Различают волокна: красные и белые, медленные и быстрые, тонические и фазические.

В середине ХХ века для разделения мышечных волокон на разные типы использовались гистологические методы (А.В. Самсонова с соавт., 2012). Из скелетных мышц посредством биопсии извлекался кусочек мышечной ткани, быстро замораживался и разрезался на тонкие слои. Затем производилось исследование мышечной ткани под микроскопом.

Первоначально критерием разделения мышечных волокон на медленные и быстрые являлось количество и расположение митохондрий. Затем предпочтение стали отдавать такому показателю как толщина Z-дисков. Было найдено, что у медленных волокон Z-диски существенно толще, чем у быстрых.

В качестве еще одного критерия разделения мышечных волокон на типы использовалась толщина М-диска. При продольных срезах расслабленной скелетной мышцы видно, что медленные мышечные волокна содержат пять М-линий, имеющих одинаковую плотность.

Промежуточные мышечные волокна – три линии средней плотности, ясно видимые и две линии, имеющие небольшую плотность. В быстрых мышечных волокнах имеются три линии средней плотности и две внешние, едва различимые.

В настоящее время чаще всего используется классификация M.Brook, K.Kaiser (1970), которая основывается на гистохимических методах.

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

Известно, что миофибриллы состоят из саркомеров, а те, в свою очередь – из толстых и тонких филаментов. Основу толстых филаментов составляет белок миозин, а основу тонких – белок актин.

Гистохимические методы основаны на определении активности фермента АТФ-азы миозина. Этот фермент расположен на головках молекул миозина. Фермент АТФ-аза осуществляет высвобождение энергии, необходимой для осуществления сокращения мышечного волокна.

Степень активности АТФ-азы варьирует в широких пределах. Установлено, что степень активности АТФ-азы миозина связана с типом миозина, содержащемся в мышечном волокне. В медленных мышечных волокнах активность АТФ-азы низкая, а в быстрых – высокая.

Именно высокая активность АТФ-азы миозина способствует высокой скорости сокращения мышечных волокон.

На основе классификации по активности АТФ-азы миозина различают мышечные волокна типа I, типа IIA и типа IIB.

Характеристики мышечных волокон

Медленные и быстрые мышечные волокна различаются метаболизмом, что проявляется в активности ферментов и количестве митохондрий. Медленные мышечные волокна окружены большим числом крупных митохондрий с набором ферментов, катализирующих распад углеводов и жирных кислот.

Поскольку этот процесс требует притока большого количества кислорода, вполне естественно, что сеть капилляров, окружающая медленные мышечные волокна более развита и снабжение кислородом, доставленным с током крови, в этих волокнах происходит более интенсивно.

В этих волокнах крайне ограничен запас углеводов в виде гликогена и низка активность ферментов гликолиза (М.И. Калинский, В.А. Рогозкин, 1989).

Быстрые волокна типа IIA и IIB характеризуются высокой активностью АТФ-азы миозина, поэтому скорость их сокращения практически в два раза выше,  чем у медленных.  С высокой скоростью сокращения связан хорошо развитый саркоплазматический ретикулум, который характерен для быстрых мышечных волокон, так как он содержит ионы кальция, необходимые для сокращения мышечного волокна.

Волокна типа IIA имеют набор ферментов для полного окисления углеводов и жирных кислот, такой же, как и в медленных волокнах и к тому же они располагают ферментами гликолиза, то есть способностью расщеплять углеводы до молочной кислоты.

Быстрые мышечные волокна типа IIB способны к коротким периодам сократительной активности. Они имеют набор ферментов гликолиза с высокой активностью и небольшое количество митохондрий с окислительными ферментами.

Быстрые мышечные волокна типа IIA и IIB имеют большие запасы гликогена, который сразу используется в качестве источника энергии при сокращении скелетной мышцы (табл.1).

Таблица 1 Характеристики мышечных волокон различных типов

ХарактеристикаI типIIА типIIВ тип
Название мышечных волоконКрасные, медленные, устойчивые к утомлению, окислительныеПромежуточные, быстрые, устойчивые к утомлению, окислительно-гликолитическиеБелые, быстрые, быстроутомляемые, гликолитические, анаэробные
Размер мотонейронамалыйБольшойБольшой
Активность АТФ-азы миозинанизкаяВысокаяВысокая
Саркоплазматический ретикулумСлабо развитСреднее развитиеХорошо развит
Плотность капилляровВысокаяВысокаяНизкая
Количество миоглобинаМногоСреднеМало
Количество митохондрийМногоСреднеМало
Размеры митохондрийОчень большиеСредниеНебольшие
Активность ферментов митохондрийБольшаяБольшаяНизкая
Сопротивление утомлениюВысокоеСреднееОчень низкое
Запасы гликогенаНизкиеБольшиеБольшие
Гликолитическая способностьНизкаяБольшаяБольшая
Скорость сокращенияНизкаяВысокаяВысокая
Площадь поперечного сечения мышечного волокнаНебольшаяБольшаяБольшая
Максимальная силаНебольшаяБольшаяОчень большая

Функции мышечных волокон

Основная функция волокон типа I – выполнение длительной работы низкой интенсивности. Они активны также при поддержании позы. Поэтому антигравитационные мышцы в основном состоят из медленных волокон типа I.

Основная функция мышечных волокон типа II – выполнение быстрых и сильных сокращений.

Расположение мышечных волокон различных типов в скелетных мышцах

Мышечные волокна объединены в пучки. Их покрывает перимизий. Пучок содержит мышечные волокна различных типов. В пучке мышечные волокна расположены в виде мозаики. Однако доказано, что внутри мышцы больше мышечных волокон типа I, а снаружи – мышечных волокон типа II.

Литература

  1. Калинский М.И., Рогозкин В.А. Биохимия мышечной деятельности.- Киев: Здоровья, 1989.- 144 с.
  2. Самсонова, А.В. Методы оценки композиции мышечных волокон в скелетных мышцах человека /А.В. Самсонова, И. Э. Барникова, М. А. Борисевич, А. В. Вахнин //Труды кафедры биомеханики НГУ им. П.Ф.

    Лесгафта. – Вып. 6.- СПб, 2012.- С. 18-27.

  3. Сонькин В.Д., Тамбовцева Р.В. Развитие мышечной энергетики и работоспособности в онтогенезе.
  4. Уилмор Дж. Х., Костилл Д. Л. Физиология спорта и двигательной активности. Киев: Олимпийская литература, 1997. 504 с.

С уважением, А.В.

Самсонова

Источник: https://allasamsonova.ru/tipy-myshechnyh-volokon/

Мышцы

Чем мышечное волокно скелетной мышцы отличается

Движение является важнейшей функцией организма. Его осуществляет опорно-двигательный аппарат, в состав которого входят кости, служащие своеобразными рычагами, и мышцы, приводящие в действие эти рычаги.

Мышцы сокращаются по команде из центральной нервной системы. При сокращении мышца укорачивается, в результате чего кости, к которым она прикрепляется, сближаются.

Так изменяется положение частей тела относительно друг друга и относительно поверхности, на которую тело опирается.

В теле человека насчитывается около 400 скелетных мышц, участвующих благодаря способности к сокращению в выполнении различных движений.

Мышцы составляют около 35–40% массы тела взрослого человека, однако у детей и людей старческого возраста этот показатель снижается до 25%, а у спортсменов достигает 50%.

Рельеф человеческого тела определяется расположением и степенью развития мышц, в чем легко убедиться при сравнении тела атлета и обычного индивида.

Строение скелетной мышцы

Скелетная мышца построена из так называемой поперечнополосатой мышечной ткани.

Основным рабочим элементом ее служит поперечнополосатое мышечное волокно, длина которого может составлять от нескольких миллиметров до 10–12 см при диаметре 12–100 мкм.

Мышечное волокно содержит специальные образования – миофибриллы, которые и обусловливают его сокращение. Миофибриллы построены из правильно чередующихся темных и светлых дисков, что делает волокно «полосатым».

Мышечные волокна с помощью соединительной ткани объединяются в пучки, которые формируют сократимую часть мышцы, именуемую телом, или брюшком.

Для прикрепления к костям у скелетной мышцы имеются сухожилия, построенные из плотной соединительной ткани, богатой коллагеном, и отличающиеся большой сопротивляемостью растяжению.

В местах прикрепления сухожилий мышц на костях имеются различные отростки, шероховатости, бугорки и ямки, которые выражены тем лучше, чем крупнее и сильнее прикрепляющаяся к ним мышца. Снаружи каждая скелетная мышца покрыта плотным футляром – мышечной фасцией.

Нервы, по которым в скелетную мышцу приходит команда из центральной нервной системы, разделяются на тонкие веточки, достигающие каждого мышечного волокна. На мышечном волокне они образуют двигательное нервное окончание, которое служит для передачи нервного импульса, вызывающего сокращение волокна.

Поскольку двигательное нервное окончание имеется на каждом мышечном волокне, сокращение скелетной мышцы происходит быстро, сильно и четко подчиняется воле человека. При этом потребляется много энергии, из которой только 1/4 преобразуется в механическую работу, а остальные 3/4 – в тепло.

Именно сокращение мышц служит главным источником образования тепла в организме.

От нервной системы мышца получает также импульсы, регулирующие ее тонус, обмен веществ, рост и развитие.

Информация о состоянии мышечных волокон воспринимается чувствительными нервными окончаниями, которые постоянно сигнализируют в центральную нервную систему о степени тонического напряжения мышц.

В мелких мышцах, участвующих в выполнении тонких и точных движений, количество чувствительных нервных окончаний значительно больше, чем в крупных.

Строение мышечной ткани внутренних органов и сосудов

Помимо скелетных мышц мышечная ткань имеется в стенках внутренних органов и сосудов. Эта ткань отличается иным строением и называется гладкой мышечной тканью. Клетки этой ткани имеют веретеновидную форму и располагаются в стенках органов пластами.

Специфической особенностью гладких мышц является их способность к автоматическим (не зависящим от воли человека) сокращениям, которые носят тонический характер (замедлены и распространяются на весь пласт клеток). Регулирует деятельность гладких мышц автономная (вегетативная) нервная система.

Перистальтические движения кишечника, изменение просвета бронхов, протоков желез, увеличение тонуса сосудов и т. п. осуществляются при сокращении гладкой мышечной ткани в стенках этих органов.

Особо выделяют мышечную ткань сердца, которая по строению сходна с поперечнополосатой, но сокращается автоматически и иннервируется автономной нервной системой.

Классификация скелетных мышц

Классификация скелетных мышц осуществляется по ряду признаков.

По форме и размерам
В зависимости от формы и размеров различают длинные и короткие, ромбовидные, квадратные, трапециевидные мышцы и т. п. Мышцы, расположенные на туловище, обычно имеют плоскую форму; они крупнее, занимают большие участки.

Мышцы конечностей отличаются своей длиной, веретенообразной формой, нередко перистым строением, когда пучки мышечных волокон располагаются под углом к продольной оси мышцы (это увеличивает развиваемую мышцами силу).

Мышцы с косым направлением волокон, прикрепляющихся к сухожилию с одной стороны, называются одноперистыми, с двух сторон – двухперистыми.

Различия мышц по форме тесно связаны с их функциональными особенностями. Длинные тонкие мышцы с малой площадью прикрепления к костям (например, мышцы, приводящие в движение пальцы кисти) участвуют в точных движениях с большой амплитудой. Короткие толстые мышцы могут преодолевать значительное сопротивление, но размах их движений невелик. Таких мышц много в области таза, позвоночника.

По направлению волокон
По направлению волокон различают прямые мышцы (мышечные волокна расположены параллельно продольной оси тела), косые, поперечные и круговые.

Так, переднюю и боковые стенки живота образуют прямая мышца живота, наружная и внутренняя косые мышцы, а также поперечная мышца живота.

Круговые мышцы образуют жомы (сфинктеры), располагающиеся вокруг естественных отверстий и каналов; при их сокращении отверстия закрываются. К таковым относятся, например, круговая мышца глаза, круговая мышца рта.

По выполняемой функции
По функции мышцы делят на сгибатели и разгибатели, отводящие и приводящие, вращатели кнаружи (супинаторы) и вращатели кнутри (пронаторы). По положению различают поверхностные и глубокие, наружные и внутренние мышцы и т.

п. Указание на функцию и расположение мышцы часто входит в ее название: например, на передней поверхности предплечья располагаются круглый и квадратный пронаторы, лучевой и локтевой сгибатели запястья, поверхностный и глубокий сгибатели пальцев.

Некоторые мышцы получили названия по их внешней форме (дельтовидная, ромбовидная, квадратная, зубчатая и т. п.

), количеству головок (двуглавая, трехглавая, четырехглавая), положению (межреберные, подколенная), месту начала и прикрепления (плече-лучевая, грудино-ключично-сосцевидная).

По отношению к суставам
По отношению к суставам выделяют односуставные, двухсуставные и многосуставные мышцы – в зависимости от того, на сколько суставов они непосредственно действуют. Многосуставные мышцы обычно длиннее и располагаются более поверхностно, чем односуставные. По областям тела различают мышцы туловища, головы, шеи, верхних и нижних конечностей.

По взаимодействию с другими мышцами
Поскольку выполнение любого движения является результатом содружественного действия целого ряда мышц, принято выделять мышцы-синергисты и мышцы-антагонисты: первые совместно выполняют одно и то же движение в суставе (например, сгибают кисть), вторые участвуют в противоположных движениях (например, сгибают и разгибают кисть). Как правило, мышцы-синергисты расположены на одной поверхности конечности, а мышцы-антагонисты – на противоположных (например, сгибатели – на передней поверхности плеча и предплечья, разгибатели – на задней). Понятие синергизма и антагонизма мышц относится к их функциональной характеристике. Так, мышцы, работающие в одном движении как синергисты, в другом движении могут быть антагонистами. Согласование работы мышц достигается за счет координации их сокращений со стороны нервной системы.

Вспомогательные приспособления мышц

Для облегчения и повышения эффективности работы у мышц имеются вспомогательные приспособления: фасции, синовиальные сумки и мышечные блоки.

Фасции – это плотные соединительнотканные оболочки, которые в виде футляров покрывают отдельные мышцы или их группы. Фасции отграничивают мышцы, способствуя их независимому сокращению.

Вместе с тем они служат местом прикрепления мышечных волокон и способствуют передаче мышечных усилий на костные рычаги. Синовиальные сумки представляют собой замкнутые полости, заполненные особой жидкостью.

Расположены они между мышцами и костями в местах наибольшей механической подвижности тканей. Эти приспособления служат для облегчения скольжения мышц при их сокращении. Синовиальных сумок много в области коленного и плечевого суставов.

В области суставов кисти и стопы синовиальные оболочки окружают многочисленные сухожилия, облегчая и направляя их движения. Блоки образуются в тех местах, где сухожилие мышцы меняет направление, перекидываясь через кость.

Сосуды и нервы в мышечных тканях

Сосуды и нервы обычно проникают в мышцу с внутренней стороны чаще в одном, реже – в нескольких местах, называемых воротами мышцы. В мышце кровеносные сосуды разветвляются до мельчайших капилляров, которые густой сетью оплетают каждое мышечное волокно.

С кровью в мышцу поступают питательные вещества и кислород. В силу того, что мышцы обильно снабжаются кровью и легкодоступны для воздействия, они являются одним из наиболее распространенных путей введения лекарственных препаратов в организм человека.

При внутримышечном введении лекарственное вещество быстро попадает в кровеносное русло и разносится по всему организму.

Биомеханические принципы работы мышц

Работу мышц рассматривают с позиций биомеханики. При сокращении мышца совершает механическую работу, определяемую как произведение силы мышцы на расстояние перемещения груза.

Сила мышцы зависит от площади ее поперечного сечения и числа участвующих в сокращении мышечных волокон. Чем больше поперечник мышцы, тем она сильнее.

Вспомните, как эффектно можно продемонстрировать натренированные бицепсы (то есть силу двуглавой мышцы плеча, от лат. musculus biceps brachii), согнув руку в локтевом суставе.

Для характеристики любого движения и участвующих в нем мышц используют принцип рычага. При этом рычаг первого рода называют рычагом равновесия (например, равновесие головы относительно позвоночника), а рычаг второго рода – рычагом силы (стопа во время подъема на цыпочки) или рычагом скорости (движения руки в локтевом суставе).

Мышечная система постоянно работает против силы земного тяготения. В биомеханическом отношении любое перемещение тела в пространстве, а также сохранение его позы есть результат сложной координации сокращения отдельных мышц и согласования развиваемых мышечных усилий с силами тяготения, действующими на тело.

Знание законов биомеханики особенно важно при изучении спортивных и других профессиональных движений.

Под действием физических тренировок увеличивается количество мышечных волокон, которые становятся толстыми и содержат большое количество миофибрилл, что свидетельствует о хорошем развитии их сократительного аппарата. Совершенствуется строение нервных окончаний, улучшается кровоснабжение мышцы.

В результате тренировки увеличивается площадь поперечного сечения мышцы, что обусловливает рост ее силы. Специальные упражнения с использованием тренажеров позволяют развить определенные группы мышц. Таким образом, человек может изменять рельеф своего тела, моделируя его по собственному желанию.

Ольга Гурова, кандидат биологических наук, старший научный сотрудник, доцент кафедры анатомии человека РУДН

Источник: https://www.medweb.ru/encyclopedias/anatomija/article/myshcy

Мышечная ткань: виды, особенности строения и функции

Чем мышечное волокно скелетной мышцы отличается

Мышечные ткани — это ткани, отличающиеся по структуре и происхождению, но имеют общую способность к сокращению. Состоят из миоцитов — клеток, которые могут воспринимать нервные импульсы и отвечать на них сокращением.

Свойства и виды мышечной ткани

Морфологические признаки:

  • Вытянутая форма миоцитов;
  • продольно размещены миофибриллы и миофиламенты;
  • митохондрии находятся вблизи сократительных элементов;
  • присутствуют полисахариды, липиды и миоглобин.

Свойства мышечной ткани:

  • Сократимость;
  • возбудимость;
  • проводимость;
  • растяжимость;
  • эластичность.

Выделяют следующие виды мышечной ткани в зависимости от морфофункциональных особенностей:

  1. Поперечнополосатая: скелетная, сердечная.
  2. Гладкая.

Гистогенетическая классификация делит мышечные ткани на пять видов в зависимости от эмбрионального источника:

  • Мезенхимные — десмальный зачаток;
  • эпидермальные — кожная эктодерма;
  • нейральные — нервная пластинка;
  • целомические — спланхнотомы;
  • соматические — миотом.

Из 1-3 видов развиваются гладкомышечные ткани, 4, 5 дают поперечнополосатые мышцы.

Строение и функции гладкой мышечной ткани

Cостоит из отдельных мелких веретеновидных клеток. Эти клетки имеют одно ядро и тонкие миофибриллы, которые тянутся от одного конца клетки к другому. Гладкие мышечные клетки объединяются в пучки, состоящие из 10-12 клеток.

Это объединение возникает благодаря особенностям иннервации гладкой мускулатуры и облегчает прохождение нервного импульса на всю группу гладких мышечных клеток.

Сокращается гладкая мышечная ткань ритмично, медленно и на протяжении длительного времени, способна при этом развивать большую силу без значительных затрат энергии и без утомления.

У низших многоклеточных животных из гладкой мышечной ткани состоят все мышцы, тогда как у позвоночных животных она входит в состав внутренних органов (кроме сердца).

Сокращения этих мышц не зависят от воли человека, т. е. происходят непроизвольно.

Функции гладкой мышечной ткани:

  • Поддерживание стабильного давления в полых органах;
  • регуляция уровня кровяного давления;
  • перистальтика пищеварительного тракта, перемещения по нему содержимого;
  • опорожнение мочевого пузыря.

Строение и функции скелетной мышечной ткани

Скелетная мышечная ткань

Cостоит из длинных и толстых волокон длиной 10-12 см. Скелетная мускулатура характеризуется произвольным сокращением (в ответ на импульсы, идущие из коры головного мозга). Скорость ее сокращения в 10-25 раз выше, чем в гладкой мышечной ткани.

Мышечное волокно поперечнополосатой ткани покрыто оболочкой — сарколеммой. Под оболочкой находится цитоплазма с большим количеством ядер, расположенных по периферии цитоплазмы, и сократительными нитями — миофибриллами.

Состоит миофибрилла из последовательно чередующихся темных и светлых участков (дисков), обладающих разным коэффициентом преломления света. С помощью электронного микроскопа установлено, что миофибрилла состоит из протофибрилл.

Тонкие протофибриллы построены из белка — актина, аболее толстые — из миозина.

При сокращении волокон происходит возбуждение сократимых белков, тонкие протофибриллы скользят по толстым. Актин реагирует с миозином, и возникает единая актомиозиновая система.

Функции скелетной мышечной ткани:

  • Динамическая — перемещение в пространстве;
  • статическая — поддержание определенной позиции частей тела;
  • рецепторная — проприорецепторы, воспринимающие раздражение;
  • депонирующая — жидкость, минералы, кислород, питательные вещества;
  • терморегуляция — расслабление мышц при повышении температуры для расширения сосудов;
  • мимика — для передачи эмоций.

Строение и функции сердечной мышечной ткани

Сердечная мышечная ткань

Миокард построен из сердечной мышечной и соединительной ткани, с сосудами и нервами.

Мышечная ткань относится к поперечнополосатой мускулатуре, исчерченность которой также обусловлена наличием разных типов миофиламентов. Миокард состоит из волокон, которые связаны между собой и формируют сетку.

Эти волокна включают одно или двухъядерные клетки, что расположены в виде цепочки. Они получили название сократительных кардиомиоцитов.

Сократительные кардиомиоциты длиной от 50 до 120 микрометров, шириной — до 20 мкм. Ядро здесь располагается в центре цитоплазмы, в отличие от ядер поперечно полосатых волокон. Кардиомиоциты имеют больше саркоплазма и меньше миофибрилл, в сравнении со скелетными мышцами. В клетках сердечной мышцы находится много митохондрий, так как непрерывные сердечные сокращения требуют много энергии.

Вторая разновидность клеток миокарда — это проводящие кардиомиоциты, которые формируют проводящую систему сердца. Проводящие миоциты обеспечивают передачу импульса к сократительным мышечным клеткам.

Функции сердечной мышечной ткани:

  • Насосная;
  • обеспечивает ток крови в кровеносном русле.

Компоненты сократительной системы

Особенности строения мышечной ткани обусловлены выполняемыми функциями, возможностью принимать и проводить импульсы, способностью к сокращению. Механизм сокращения заключается в согласованной работе ряда элементов: миофибрилл, сократительных белков, митохондрий, миоглобина.

В цитоплазме мышечных клеток имеются особые сократительные нити — миофибриллы, сокращение которых возможно при содружественной работе белков — актина и миозина, а также при участии ионов Са. Митохондрии снабжают все процессы энергией.

Также энергетические запасы образуют гликоген и липиды.

Миоглобин необходим для связывания O2 и формирование его запаса на период сокращения мышцы, так как во время сокращения идет сдавление кровеносных сосудов и снабжение мышц O2 резко снижается.

Таблица.

Соответствие между характеристикой мышечной ткани и ее видом

Вид тканиХарактеристика
ГладкомышечнаяВходит в состав стенок кровеносных сосудов
Структурная единица – гладкий миоцит
Сокращается медленно, неосознанно
Поперечная исчерченность отсутствует
СкелетнаяСтруктурная единица – многоядерное мышечное волокно
Свойственна поперечная исчерченность
Сокращается быстро, осознанно

Где находится мышечная ткань?

Гладкие мышцы являются составной частью стенок внутренних органов: желудочно-кишечного тракта, мочеполовой системы, сосудов. Входят в состав капсулы селезенки, кожных покровов, сфинктера зрачка.

Скелетная мускулатуразанимают около 40% от массы тела человека, с помощью сухожилий крепятся к костям. Из этой ткани состоят скелетные мышцы, мышцы рта, языка, глотки, гортани, верхнего участка пищевода, диафрагмы, мимическая мускулатура. Также поперечно полосатые мышцы находится в миокарде.

Чем мышечное волокно скелетной мышцы отличается от гладкой мышечной ткани?

Волокна поперечнополосатых мышц намного длиннее (до 12см), чем клеточные элементы гладкомышечной ткани (0,05-0,4мм). Также скелетные волокна имеют поперечную исчерченность благодаря особому расположению нитей актина и миозина. Для гладких мышц это не характерно.

В мышечных волокнах находится много ядер, а сокращение волокон сильное, быстрое и осознанное. В отличие от гладких мышц, клетки гладкомышечной ткани одноядерные, способны сокращаться в медленном темпе и неосознанно.

Оцените, пожалуйста, статью. Мы старались:) (40 4,70 из 5)
Загрузка…

Источник: https://animals-world.ru/myshechnaya-tkan/

Все о медицине
Добавить комментарий

;-) :| :x :twisted: :smile: :shock: :sad: :roll: :razz: :oops: :o :mrgreen: :lol: :idea: :grin: :evil: :cry: :cool: :arrow: :???: :?: :!: