Артур Васильев – Думай как врач: медицина простым языком (страница 8)
Поперечно-полосатая мышечная ткань является сознательно контролируемой тканью. Она состоит из тонких нитей – миофибрилл.
Миофибрилла состоит из элементов, способных сокращаться, продольно лежащих, скрепленных между собой цилиндров. Эти цилиндры называются саркомеры. Внутри такого цилиндра расположены комплексы актиновых и миозиновых нитей, которые при сокращении цепляются друг за друга и притягиваются.
На рисунке представлена схема ультрамикроскопического строения миосимпласта. Большую часть миосимпласта представляют продольно расположенные миофибриллы. Каждая миофибрилла окружена сетью трубочек, которые содержат в себе кальций – это Т-система.
Миофибриллы, объединяясь в пучки образуют миосимпласт. Один такой пучок миофибрилл окружен митохондриями и клетками, которые могут участвовать в регенерации мышцы при ее повреждении.
ПРОЦЕСС СОКРАЩЕНИЯ
Актиновые нити образованы тремя белками. Актин, тропонин и тропомиозин образуют единую тонкую цепь.
Для лучшего понимания того, что будет дальше, откройте главу «Физиология», подраздел «Потенциал действия».
Прохождение нервного импульса приводит к деполяризации мышечного волокна. Волна возбуждения распространяется по Т-системе, вызывая выделение кальция. При высокой концентрации кальция тропомиозин меняет свою структуру и открывает крючки. Головки молекул миозина связываются с крючками образуя мостики. Под влиянием этого комплекса происходит гидролиз молекулы АТФ и наклонение головки миозина, которая тянет за собой нить актина от периферии к центру. Под влиянием АТФ мостик размыкается и головки миозина возвращаются в исходное положение. Цикл повторяется со скоростью 500 раз в секунду. Когда сокращение прекращается, кальций обратно выкачивается в Т-систему. Получается, что АТФ отвечает за размыкание мостиков между актином и миозином.
На этом основан механизм трупного окоченения. При наступлении смерти, прекращается клеточное дыхание и синтез АТФ. Обратная закачка кальция в Т-трубочки после сокращения также зависит от АТФ. Без АТФ кальций перестает закачиваться обратно в Т-систему и меняет структуру тропомиозина на активную. Тропомиозин все время держит открытыми крючки и миозин за них цепляется. Актин и миозин не могут расцепиться без АТФ. Так формируется стойкое мышечное сокращение, прекращающееся только на фоне распада мышечной ткани.
П.С. Данное описание сокращения мышц следует читать с видео-сопровождением, которое легко ищется на хостингах под названием «механизм сокращения мышцы».
КРАСНЫЕ И БЕЛЫЕ ВОЛОКНА
Красные мышечные волокна – медленные волокна небольшого диаметра, имеющие в своем составе большое количество митохондрий и миоглобина. Именно за счет миоглобина при микроскопии данные волокна имеют красный цвет. В таких волокнах выражено развитая сосудистая сеть. Во всех скелетных мышцах идут процессы окисления глюкозы и жирных кислот, но у красных волокон они выраженнее чем у белых. Фактически соотношение красных и белых мышечных волокон будет зависеть от деятельности человека.
Не смотря на название «медленные», красные волокна благодаря своим метаболическим процессам лучше справляются с долгими и монотонными нагрузками, такими как бег на длинные дистанции. Медленными их называют именно за то, что окисление глюкозы и жирных кислот считаются не быстрыми процессами получения энергии.
Белые мышечные волокна – это быстрые волокна, большего диаметра. Белыми и быстрыми их называют за сниженное содержание миоглобина и высокую активность фермента АТФ-азы. Не смотря на то, что митохондрий меньше, считается, что активность фермента АТФ-азы в них значительно выше. Это приводит с быстрому восстановлению концентрации АТФ. Быстрые они потому, что используют то, что уже есть и не нужно синтезировать. Учитывая что АТФ быстро расходуется, продуктов для его образования в скоре начинает не хватать. При продолжительной интенсивной работе митохондрии вынуждены перейти на анаэробный гликолиз. Вместо 32 молекул АТФ всего лишь 2 и образование молочной кислоты. В таких случаях человек при интенсивной работе начинает чувствовать характерную боль в мышцах «от усталости мышцы».
Причины боли:
Микротравматизация мышечной ткани во время нагрузки => образование биологически-активных веществ, воздействующих на болевые рецепторы;
Образование молочной кислоты и ионов водорода. Межклеточное пространство становится кислым и водород воздействует на болевые рецепторы;
Микротравматизация сухожилий и раздражение сухожильных болевых рецепторов растяжением;
Длительная работа невысокой интенсивности позволяет митохондриям успевать вырабатывать энергию и не переходить на анаэробный гликолиз. Данный фактор позволяет человеку пробежать марафон и не превратиться в пакет молочной кислоты.
МЫШЦА КАК ОРГАН
Мясистую часть мышцы называют брюшком. Его образуют мышечные пучки. Брюшко мышцы переходит в сухожилие.
Сухожилие – это образование из соединительной ткани, являющееся «хвостом» скелетных мышц с обеих сторон. Одно сухожилие мышцы называют головкой, а другое – хвостом. С помощью головки мышца берет свое начало на кости, а хвостом крепится к другой кости. Сокращение мышцы таким образом приводит к изменению положения костей относительно друг друга.
Сухожилия различаются по форме, длине и толщине. У мышц конечностей сухожилия тонкие и длинные. У мышц, участвующих в формировании стенок брюшной полости сухожилия наоборот широкие, плоские и зовутся апоневрозами. Некоторые мышцы имеют сухожилия, расположенные по центру, между двумя брюшками (двубрюшная мышца). Так у прямой мышцы живота имеется сразу несколько сухожильных перемычек между брюшками – это и есть «пресс». Сухожилия характеризуются своей прочностью, устойчивостью к большим нагрузкам и ригидностью к растяжению.
Фасция – это соединительнотканный футляр покрывающий мышцу. У фасции есть свое предназначение: дополнительная опора для брюшка мышцы во время сокращения, защита, снижение трения о соседние структуры при движениях.
Фасция, как футляр для мышцы, служит ограничителем при любого рода патологиях: гнойная инфекция, кровь при кровоизлиянии и др. Весь плохой процесс остается внутри фасции и не распространяется на соседние ткани.
Исходя из количества проксимальных сухожилий (головок) мышцы многут иметь соответствующие названия – двуглавая, трехглавая, четырехглавая.
По размеру мышцы могут называть: большая, малая, длинная, короткая. По направлению: прямая, косая.
По взаимодействию друг с другом:
Агонисты. Мышцы выполняют сокращения в одном направлении. Например, грудная мышца и передний пучок дельтовидной мышцы сокращаются выполняя движение в одном направлении.
Антагонисты. Мышцы сокращающиеся в противоположном друг от друга направлении. Например, бицепс и трицепс плеча работают в противоположных направлениях.
Столбняк – это инфекционное заболевание. Оно характерно выраженной интоксикацией и приступами одномоментных спазмов мышц всего тела. Почему же больной столбняком человек во время приступа выгибается наружу в форме арки, если во время такого приступа работают как мышцы агонисты, так и антагонисты?
Схематические рисунки примеров мышц
А – веретенообразная; Б – двуглавая; В – двубрюшная;
Г – лентовидная(широкая); Д – одноперистая;
Все дело в том, что при таком генерализованном спазме преимущество будет у тех групп мышц, которые сильнее. Мышца разгибатель спины сильнее прямой мышцы живота. В момент приступа сокращаются обе, но разгибатель спины сильнее и по этому человек образует форму арки. В названиях мышц часто бывают отражены места их прикрепления или функции. Например: грудино-ключично-сосцевидная мышца или разгибатель спины.
При сокращении мышцы, кости, к которым она прикреплена, сближаются относительно друг друга как рычаг. Чем длиннее кость, тем длиннее рычаг. Чем длиннее рычаг тем больше необходимо приложить усилий, чтобы выполнить максимальную амплитуду.
Благодаря сокращению мышц человек может изменять положение своих конечностей в пространстве, а также преодолевать действие силы тяжести.
Преодолевающая работа. Выполняется в том случае, если сила сокращения мышцы изменяет положение части тела. (с грузом или без). Например обычное движение рукой в любом направлении является преодолевающей работой.
Уступающая работа. Работа, при которой сила мышцы уступает действию силы тяжести. Мышца работает, но при этом не сокращается, а удлинняется. Например человек держит в руках объект с согнутыми в локтях руками и хочет положить его на пол. В этот момент, опуская предмет, он продолжает его удерживать, напрягать мышцы руки, но в это же время руки вытягиваются вниз, а мышцы удлинняются.
Удерживающая работа. Работа, выполняемая при условии, если силой мышечных сокращений тело или объект удерживаются в определенном положении, без перемещения в пространстве. Например, человек поднимает руку перед собой и удерживает ее на месте.