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