Содержание материала

миофибриллыВ организме человека существуют три типа мышц: скелетные, сердечная (миокард) и гладкие. Скелетные мышцы и миокард имеют поперечную исчерченность и называются поперечно-полосатыми. Гладкие мышцы такой исчерченности не имеют.

Однако функционально сердечная мышца отличается от скелетных мышц и занимает промежуточное положение между гладкими и скелетными. Сердечная мышца сокращается ритмично с последовательно изменяющимися циклами сокращения и расслабления, независимо от воли человека, т.е. непроизвольно. Ее сокращение регулируется гормонами, например катехоламинами.

Сокращение гладких мышц инициируется нервными импульсами, некоторыми гормонами и тоже не зависит от воли человека.

Скелетные мышцы подчиняются сознательному контролю, их сокращение инициируется нервными импульсами. Отдельная скелетная мышца окружена оболочкой соединительной ткани и имеет сложное морфологическое строение. Каждая мышца состоит из пучков мышечных волокон, которые содержат многочисленные сократительные нити — миофибриллы.

Скелетная мышца состоит из поперечнополосaтых мышечных волокон

Рис. 1. Скелетная мышца состоит из поперечнополосaтых мышечных волокон. Значительный объём мышечных волокон занимают миофибриллы. Расположение светлых и тёмных дисков в параллельных друг другу миофибриллах совпадает, что приводит к появлению поперечной исчерченности. Структурная единица миофибрилл — саркомер, сформированный из толстых (миозиновых) и тонких (актиновых) нитей. Расположение тонких и толстых нитей в саркомере показано слева и слева внизу. G?актин — глобулярный, F?актин — фибриллярный актин.


Миофибриллы, саркомеры, митохондрии

Мышечное волокно представляет собой многоядерную структурную единицу мышцы. Оно образовалось путем слияния множества эмбриональных клеток — миобластов. Каждое волокно окружено плазматической мембраной — сарколеммой, покрытой сетью коллагеновых и эластиновых волокон, придающих сарколемме прочность и эластичность.

Внутреннее пространство мышечного волокна заполнено внутриклеточной жидкостью — саркоплазмой. Около 80% объема волокна занимают длинные сократительные нити — миофибриллы.

миофибриллы

Рис. 2. Тонкая и толстая нити в составе миофибрилл [11]. А. Тонкая нить — две спирально скрученные нити фибриллярного актина (F?актин). В канавках спиральной цепочки залегает двойная спираль тропомиозина, вдоль которой располагаются молекулы тропонина трёх типов. Б — толстая нить. Молекулы миозина способны к самосборке и формируют веретенообразный агрегат диаметром 15 нм и длиной 1,5 мкм. Фибриллярные хвосты молекул образуют стержень толстой нити, головки миозина расположены спиралями и выступают над поверхностью толстой нити. В — молекула миозина. Лёгкий меромиозин обеспечивает агрегацию молекул миозина, тяжёлый меромиозин имеет связывающие актин участки и обладает активностью АТФазы.

Наименьшая сократительная единица миофибриллы, а следовательно, и всей мышцы — саркомер. В миофибрилле может находиться несколько сотен саркомеров. От их длины и количества зависит сила и скорость сокращения мышцы. Каждая миофибрилла состоит из многочисленных параллельно расположенных толстых и тонких нитей, или филаментов, которые придают мышце продольную исчерченность. Толстые нити состоят из белка миозина, а тонкие содержат белки актин, тропомиозин и тропонин. Толстые и тонкие нити миофибрилл взаимодействуют между собой посредством поперечных мостиков, расположенных вдоль миозиновой нити.

Изменение длины мышцы при сокращении — результат скольжения толстых и тонких нитей относительно друг друга, в результате меняется степень взаимного перекрывания толстых и тонких нитей. Напряжение, развивающееся при сокращении мышцы, пропорционально степени взаимного перекрывания толстых и тонких нитей, а также числу образованных поперечных мостиков. Саркомеры при максимальном сокращении мышцы укорачиваются на 20—50%, при пассивном растягивании могут удлиняться до 120% нормальной длины.

Важнейшие органоиды мышечного волокна — митохондрии. Они выполняют функцию «энергетических станций», так как в них образуется АТФ — энергия мышечного волокна. Количество митохондрий в тренированной мышце по сравнению с нетренированной увеличено.

Литература

  1. Орлов Р.С., Ноздрачёв А.Д. Нормальная физиология : Учебник. – М., 2009. – 688 с. Глава 7. Физиология сократительных элементов. С. 69-78.
  2. Реабилитация при заболеваниях сердечно-сосудистой системы / под ред. И.Н. Макаровой. — М. , 2010. - 304 с. С. 107-108.