Клетки мышечной рисунок: Мышечная клетка рисунок — 33 фото

---

07.06.2023 Разное

---

Ткани и органы в организме человека — что это, определение и ответ

Ткань – это группа клеток и межклеточного вещества, которые имеют сходную структуру и выполняют определенные функции в организме. Каждая ткань формируется из определенных участков зародыша.

Межклеточное вещество вырабатывается клетками тканей и окружает их. Оно участвует в выполнении ткани своей функции. У разных тканей разное соотношение между количеством клеток и межклеточного вещества, это является одной из важных характеристик ткани.

1. Эпителий, или эпителиальная ткань

• Плоский эпителий выстилает альвеолы, плевру, брюшину, частично ротовую полость и препятствует проникновению в организм чужеродных агентов, а также участвует в газообмене (в легких).

Рисунок 1. Плоский эпителий

• Железистый эпителий составляет основу желез, эти клетки содержат большое количество Аппарата Гольджи, отвечающего за накопление и выделение секрета. Клетки мерцательного эпителия содержат на своей поверхности реснички, с помощью которых они удаляют частички пыли из дыхательных путей.

Рисунок 2. Железистый эпителий

Рисунок 3. Многослойный ороговевающий эпителий

Общим свойством эпителиальной ткани является:

1. Плотное прилегание клеток друг к другу

2. Малое количество межклеточного вещества.

Это необходимо для обеспечения плотного контакта клеток, которое не позволяет проникать никаким веществам между ними и попадать в области, где они не должны находиться.

Функции эпителиальной ткани:

1. Покровная (многослойный ороговевающий эпителий кожи)

2. Разграничительная = отделяет окружающую среду от организма человека

3. Защитная = за счет плотного контакта клеток

4. Секреторная = выделение секрета (потовые железы)

5. Выделительная = выделение различных веществ (выделение мочи)

Вот так выглядят некоторые виды эпителия:

Рисунок 4. Виды эпителия

2. Соединительная ткань

К ней относят: костную, хрящевую, волокнистые ткани, кровь, лимфу, жировую ткань.

Она образует связки, сухожилия, суставы, межпозвоночные диски и многое-многое другое.

Отличительной особенностью этой ткани является:

1. Во-первых, разнообразие функций (сравните функцию бедренной кости и, например, крови)

2. Во-вторых, ― обилие межклеточного вещества на достаточно малое количество клеточных элементов. Представьте себе, например, кровь, в которой содержание клеток обычно не превышает 40% от всего ее количества.

Функции соединительной ткани:

1. Питательная (кровь разносит питательные вещества)

2. Транспортная = транспорт различных веществ (кровь транспортирует газы, продукты обмена, питательные вещества)

3. Защитная = например, иммунитет

4. Опорная = кости

5. Регуляторная = гуморальная (кровь разносит гормоны)

Перед вами пример строения костной ткани. Обратите внимание, что собственно клетки кости занимают минимальный объем по сравнению с объемом костных балок (остеонов), которые они вокруг себя синтезировали. Рисунок приведен в ознакомительных целях, все подписи запоминать ненужно.

Рисунок 5. Костная ткань

Соединительная ткань состоит из клеток различных типов, располагающихся обычно далеко друг от друга; их потребности в кислороде и питательных веществах, как правило, невелики.

• Рыхлая соединительная ткань состоит из клеток, разбросанных в межклеточном веществе, и переплетённых неупорядоченных волокон. Волнистые пучки волокон состоят из коллагена, а прямые – из эластина; их совокупность обеспечивает прочность и упругость соединительной ткани.

• Плотная соединительная ткань состоит из волокон, а не из клеток. Белая ткань содержится в сухожилиях, связках, роговице глаза, надкостнице и других органах. Она состоит из собранных в параллельные пучки прочных и гибких коллагеновых волокон. Жёлтая соединительная ткань находится в связках, стенках артерий, лёгких.

• Жировая ткань содержит, в основном, жировые клетки. Этот тип ткани предохраняет лежащие под ней органы от ударов и переохлаждения.

• Скелетные ткани представлены хрящом и костью. Хрящ покрывает суставные поверхности костей, содержится в ухе и глотке, в суставных сумках и межпозвоночных дисках. Из кости построен скелет позвоночных животных.

3. Нервная ткань

Клетки этой ткани:

• Не способны к обновлению (хотя ведутся исследования, которые вроде бы в какой-то одной или другой зоне мозга все-таки нашли делящиеся клетки, но их еще недостаточно, поэтому считается, что нервная ткань не обновляется).

• Нервные клетки удивительны. Их длина может достигать 1 метра, и это для них не предел.

• У них чаще всего одно ядро и один длинный отросток – аксон. Короткие отростки нейронов (нервных клеток) называются дендритами.

Нервные клетки (как и ткань) способны к

1. Возбуждению

2. Проведению нервного импульса

Это их отличительная особенность. Нервная система распространена по всему организму и регулирует его деятельность.

Перед вами собственно нейрон и его маленькие помощники = глиальные клетки, которые также являются производными нервной ткани. Их задача – создание поддержки и опоры для столь важных для нашего организма нейронов. Они помогают ему питаться и защищают его по мере возможности.

Рисунок 6. Строение нервной ткани (нейрон + клетки глии)

4. Мышечная ткань

Виды мышечной ткани:

1. Поперечнополосатая мускулатура

Функции: этот вид мышц составляет основу скелетной мускулатуры, с помощью которой мы можем передвигать наше тело в пространстве, говорить и выражать эмоции с помощью мимики. Все эти акты подконтрольны нашему сознанию, то есть мы можем произвольно управлять ими.

2. Гладкая мускулатура

Функции: входят в состав стенки многих органов: желудка, кишечника, пищевода, а также стенок сосудов. Они сокращаются непроизвольно, то есть независимо от нашей воли. Их деятельность регулирует вегетативная нервная система.

3. Сердечная мышца

• Свойства поперечнополосатой мышечной ткани;

• Волокна сердечной мышцы соединены между собой, что позволяет возбуждению распространяться по всему сердцу равномерно и приводить к синхронному сокращению камер.

Функции: имеет уникальное свойство – автоматию, то есть она способна самостоятельно генерировать свои сокращения, но при этом она также подконтрольная вегетативной нервной системе.

Рисунок 7. Виды мышечной ткани

4. Органы и системы органов

Орган – это часть многоклеточного организма, сформированного несколькими тканями, имеющая определенное местоположение и выполняющая определенную функцию.

Например, скелетная мышца, состоящая из поперечнополосатой мышечной и соединительной тканей, или легкие, состоящие из эпителиальной и соединительной тканей.

В каждом органе есть кровеносные сосуды и нервные волокна, даже в кости.

Система органов – группа органов, совместно выполняющая общую функцию и развивающаяся из общего зародышевого зачатка.

Разберем функции каждой из систем органов:

• Пищеварительная – измельчение, переваривание пищи, всасывание питательных веществ и удаление непереваренных остатков пищи.

• Дыхательная – газообмен, поставка в организм животного кислород и удаление углекислого газа.

• Выделительная – выведение во внешнюю среду избытка воды и ненужных организму или вредных веществ.

• Сердечно-сосудистая – движение крови по организму. Вместе с кровью в ткани осуществляется приход питательных веществ и кислорода, а также удаление от конечных продуктов обмена веществ.

• Система крови – производство новых клеток крови и уничтожение старых и ненужных.

• Нервная и гуморальная системы — согласованность работы всех органов и систем органов.

• Опорно-двигательная система – обеспечение каркаса и опоры тела, его движения в пространстве и защиты внутренних органов.

• Иммунная система – защита внутренней среды организма .

• Половая – половое размножение организмов для создания потомства.

Рисунок 8. Пищеварительная система органов

Дыхательная гимнастика | Memorial Sloan Kettering Cancer Center

Поделиться

Время для прочтения: Примерно 3 мин.

В этом материале описаны упражнения для дыхательной гимнастики, которые помогут растянуть и укрепить дыхательные мышцы. Выполнение этих упражнений поможет вам быстрее восстановиться после инфекционных заболеваний, вызывающих проблемы с дыханием, таких как пневмония, бронхит и COVID-19.

Проконсультируйтесь со своим медицинским специалистом о необходимости соблюдения каких-либо специальных мер предосторожности, прежде чем приступать к любым физическим упражнениям. Если легкий дискомфорт переходит в болезненные ощущения, обратитесь к своему медицинскому сотруднику.

Диафрагма, стенка грудной клетки (грудная клетка) и мышцы брюшной стенки (брюшной пресс) помогают вам дышать.

• Диафрагма — это мышца, отделяющая грудную полость от брюшной. На вдохе она сокращается. Делая очень глубокие вдохи, вы можете укрепить эту мышцу.
• На выдохе мышцы грудной клетки и брюшной стенки сокращаются, особенно при кашле. Интенсивный выдох через сложенные в трубочку губы (как при задувании свечей) помогает укрепить эти мышцы.

Если у вас обнаружили COVID-19 или другие респираторные инфекции, выполняйте эти упражнения, исключительно находясь в одиночестве. Глубокое, интенсивное дыхание высвобождает в воздух бактерии и вирусы, которые могут заразить людей поблизости.

«Расщепление» кашля

Прижимание подушки к животу при кашле поможет вам как следует откашляться и сделает этот процесс менее болезненным. Это называется «расщепление» кашля. Этот прием можно использовать всякий раз, когда вам нужно покашлять, в том числе когда вы делаете эти упражнения (см. рисунок 1).

Рисунок 1. «Расщепление» кашля

Вы можете выполнять каждое из упражнений 3 раза в день (утром, днем и вечером).

Вращения плечами

Вращение плечами — хорошее упражнение для разминки, так как при его выполнении происходит легкая растяжка грудных и плечевых мышц.

1. Удобно сядьте или лягте на спину на кровати, руки расслаблены и находятся вдоль туловища.
2. Круговым движением переместите плечи вперед, вверх, назад и вниз (см. рисунок 2).

   Рисунок 2. Вращения плечами

3. Повторите 5 раз.

Постарайтесь сделать как можно больший круг и двигать обоими плечами одновременно. Если вы ощущаете некоторую сдавленность в груди, начните с меньших кругов и увеличивайте их по мере расслабления мышц.

Диафрагмальное дыхание

Это упражнение может помочь расслабить стенку грудной клетки и мышцы живота.

1. Лягте на спину или сядьте на стул со спинкой.
2. Положите одну или обе руки себе на живот (см. рисунок 3).

   Рисунок 3. Диафрагмальное дыхание

3. Медленно и глубоко вдохните через нос. Живот должен подняться, но верхняя часть груди должна оставаться неподвижной и расслабленной.
4. Медленно выдохните через сложенные в трубочку губы (будто задуваете свечи). Вместе с выдохом медленно и аккуратно подтягивайте живот к позвоночнику.
5. Повторите 5 раз.

Сжатие лопаток

Сжатие лопаток — хороший способ расширить стенку грудной клетки и расправить ребра, чтобы сделать более глубокий вдох.

1. Сядьте на стул со спинкой или лягте на спину на кровать.
2. Исходное положение — руки вдоль туловища, расслаблены, ладони направлены вверх. Осторожно сведите лопатки и опустите их вниз (см. рисунок 4). При этом ваша грудь должна выпятиться колесом.
   Рисунок 4. Сжатие лопаток

3. Вдохните носом и выдохните через сложенные в трубочку губы (будто задуваете свечи).
4. Отдохните 1–2 секунды и повторите упражнение 5 раз.

Растяжка грудных мышц с руками над головой.

Упражнение для растяжки грудных мышц с руками над головой отлично расслабляет мышцы грудной клетки и позволяет воздуху свободно входить и выходить из легких. Это помогает увеличить уровень кислорода во всем организме.

1. Сядьте на стул со спинкой или лягте на спину на кровать.
2. Осторожно сведите лопатки и опустите их вниз.
3. Сцепите руки в замок и медленно поднимите руки над головой, так высоко, как сможете, делая при этом глубокий вдох (см. рисунок 5).

   Рисунок 5. Растяжка грудных мышц с руками над головой.

4. Выдыхайте, медленно опуская руки.
5. Отдохните 1–2 секунды и повторите упражнение 5 раз.

Быстрое дыхание носом

Это упражнение может помочь укрепить диафрагму и вдыхать больше воздуха.

1. Сядьте на стул со спинкой или лягте на спину на кровать.
2. Сделайте глубокий вдох носом, затем быстро вдохните носом еще минимум 3 раза (не выдыхая) (см. рисунок 6).

   Рисунок 6. Быстрое дыхание носом

3. Медленно выдохните через сложенные в трубочку губы (будто задуваете свечи).
4. Отдохните 1–2 секунды и повторите упражнение 3 раза.

Глубокое дыхание 4-8-8

Это упражнение повышает уровень кислорода во всем организме.

1. Сядьте на стул со спинкой или лягте на спину на кровать.
2. Вдыхайте через нос в течение 4 секунд.
3. Постарайтесь задержать дыхание на 8 секунд (см. рисунок 7).

   Рисунок 7. Глубокое дыхание 4-8-8

4. Медленно выдыхайте через сложенные в трубочку губы (будто задуваете свечи) в течение 8 секунд.
5. Отдохните 1–2 секунды и повторите упражнение 3 раза.

You must have JavaScript enabled to use this form.

Поделитесь своим мнением

Поделитесь своим мнением

Ваш отзыв поможет нам скорректировать информацию, предоставляемую пациентам и лицам, ухаживающим за больными.

Вопросы опросника

Questions	Да	В некоторой степени	Нет
Вам было легко понять эту информацию?	Да	В некоторой степени	Нет

Что следует объяснить более подробно?

Дата последнего обновления

Четверг, Март 31, 2022

Строение скелетных мышц | ВИДЯЩАЯ Обучение

Целая скелетная мышца считается органом мышечной системы. Каждый орган или мышца состоит из скелетной мышечной ткани, соединительной ткани, нервной ткани и крови или сосудистой ткани.

Скелетные мышцы значительно различаются по размеру, форме и расположению волокон. Они варьируются от очень крошечных нитей, таких как стременная мышца среднего уха, до крупных образований, таких как мышцы бедра. Некоторые скелетные мышцы имеют широкую форму, а некоторые узкие. В некоторых мышцах волокна расположены параллельно длинной оси мышцы; у некоторых они сходятся к узкой привязанности; а у некоторых они косые.

Каждое волокно скелетных мышц представляет собой одну цилиндрическую мышечную клетку. Отдельные скелетные мышцы могут состоять из сотен или даже тысяч мышечных волокон, связанных вместе и покрытых соединительной тканью. Каждая мышца окружена соединительнотканной оболочкой, называемой эпимизием. Фасция, соединительная ткань вне эпимизия, окружает и разделяет мышцы. Части эпимизия выступают внутрь, чтобы разделить мышцу на отсеки. Каждый компартмент содержит пучок мышечных волокон. Каждый пучок мышечных волокон называется пучок и окружен слоем соединительной ткани, называемым перимизием.

Внутри пучка каждая отдельная мышечная клетка, называемая мышечным волокном, окружена соединительной тканью, называемой эндомизием.

Скелетные мышечные клетки (волокна), как и другие клетки организма, мягкие и хрупкие. Покрывающая соединительная ткань обеспечивает поддержку и защиту нежных клеток и позволяет им выдерживать силы сокращения. Покрытия также обеспечивают проход кровеносных сосудов и нервов.

Обычно эпимизий, перимизий и эндомизий выходят за пределы мясистой части мышцы, брюшка или желудка, образуя толстое канатообразное сухожилие или широкий плоский листообразный апоневроз. Сухожилия и апоневроз образуют непрямые прикрепления мышц к надкостнице костей или к соединительной ткани других мышц. Обычно мышца охватывает сустав и прикрепляется к костям сухожилиями на обоих концах. Одна из костей остается относительно фиксированной или стабильной, в то время как другой конец движется в результате сокращения мышц.

Скелетные мышцы имеют большое количество кровеносных сосудов и нервов. Это напрямую связано с основной функцией скелетных мышц — сокращением. Прежде чем скелетное мышечное волокно сможет сокращаться, оно должно получить импульс от нервной клетки. Как правило, артерия и по крайней мере одна вена сопровождают каждый нерв, проникающий в эпимизиум скелетной мышцы. Ветви нерва и кровеносные сосуды следуют за компонентами соединительной ткани мышцы нервной клетки и с одним или несколькими мельчайшими кровеносными сосудами, называемыми капиллярами.

« Предыдущая (Мышечная система)Следующая (Типы мышц) »

Документ без названия

Документ без названия

БИО 378
Скелетная мышца

---

Характеристики мышц:

• возбудимость – реакция на раздражители (например, нервные импульсы)
• сократимость — способность укорачиваться в длину
• растяжимость — растягивается при вытягивании

Типы мышц:

• скелет:
• крепится к костям и двигает скелет
• также называется поперечнополосатой мышцей (из-за ее внешнего вида под микроскопом, как показано на фото слева)
• произвольная мышца

• гладкая (фото справа)
• непроизвольная мышца
• мышцы внутренних органов (например, в стенках кровеносных сосудов, кишечника и других «полых» структур и органов тела)
• сердечный:
• мышца сердца
• непроизвольный

---

Структура скелетных мышц  

Структура скелетной мышцы:

Скелетные мышцы обычно прикрепляются к кости сухожилиями, состоящими из соединительной ткани. Эта соединительная ткань также покрывает всю мышцу и называется эпимизием. Скелетные мышцы состоят из многочисленных субъединиц или пучков, называемых пучками (или пучками). Пучки также окружены соединительной тканью (называемой перимизием), и каждый пучок состоит из многочисленных мышечных волокон (или мышечных клеток). Мышечные клетки, покрытые эндомизием, состоят из множества фибрилл (или миофибрилл), и эти миофибриллы состоят из длинных белковых молекул, называемых миофиламентами. В миофибриллах есть два типа миофиламентов: толстые миофиламенты и тонкие миофиламенты.

Скелетные мышцы значительно различаются по размеру, форме и расположению волокон. Они варьируются от очень крошечных нитей, таких как стременная мышца среднего уха, до крупных образований, таких как мышцы бедра. Скелетные мышцы могут состоять из сотен или даже тысяч мышечных волокон, связанных вместе и покрытых соединительной тканью. Каждая мышца окружена соединительнотканной оболочкой, называемой эпимизием. Фасция, соединительная ткань вне эпимизия, окружает и разделяет мышцы. Части эпимизия выступают внутрь, чтобы разделить мышцу на отсеки. Каждый компартмент содержит пучок мышечных волокон. Каждый пучок мышечных волокон называется пучок и окружен слоем соединительной ткани, называемым перимизием. Внутри пучка каждая отдельная мышечная клетка, называемая мышечным волокном, окружена соединительной тканью, называемой эндомизием. Скелетные мышцы имеют обильное снабжение кровеносными сосудами и нервами. Прежде чем скелетное мышечное волокно сможет сокращаться, оно должно получить импульс от нейрона. Как правило, артерия и по крайней мере одна вена сопровождают каждый нерв, проникающий в эпимизиум скелетной мышцы. Ветви нерва и кровеносные сосуды следуют за компонентами соединительной ткани мышцы нервной клетки и с одним или несколькими мельчайшими кровеносными сосудами, называемыми капиллярами (Источник: training.seer.cancer.gov).

Клеточная мембрана мышечной клетки называется сарколеммой, и эта мембрана, как и у нейронов, поддерживает мембранный потенциал. Таким образом, импульсы проходят по мембранам мышечных клеток точно так же, как и по мембранам нервных клеток. Однако «функция» импульсов в мышечных клетках заключается в том, чтобы вызывать сокращение. Чтобы понять, как мышца сокращается, вам нужно немного узнать о структуре мышечных клеток.

Скелетная мышца – это мышца, прикрепленная к скелету. Сотни или тысячи мышечных волокон (клеток) объединяются в отдельные скелетные мышцы. Мышечные клетки представляют собой длинные цилиндрические структуры, ограниченные плазматической мембраной (сарколеммой). Саркоплазма представляет собой специализированную цитоплазму мышечной клетки, которая содержит обычные субклеточные элементы наряду с аппаратом Гольджи, многочисленными миофибриллами, модифицированным эндоплазматическим ретикулумом, известным как саркоплазматический ретикулум (SR), миоглобин и митохондрии. Поперечные (Т)-трубочки инвагинируют сарколемму, позволяя импульсам проникать в клетку и активировать СР. Как показано на рисунке, SR образует сеть вокруг миофибрилл, сохраняя и обеспечивая Ca 2+ , который необходим для сокращения мышц. Миофибриллы представляют собой сократительные единицы, состоящие из упорядоченного расположения продольных миофиламентов. Миофиламенты могут быть либо толстыми филаментами (состоящими из миозина), либо тонкими филаментами (состоящими в основном из актина). Характерные «исчерченности» скелетных и сердечных мышц хорошо видны при световой микроскопии в виде чередующихся светлых и темных полос на продольных срезах. Светлая полоса (известная как I-полоса) состоит из тонких нитей, тогда как темная полоса (известная как A-полоса) состоит из толстых нитей. Z-линия (также известная как Z-диск или Z-полоса) определяет латеральную границу каждой саркомерной единицы. Сокращение саркомера происходит, когда Z-линии сближаются, заставляя миофибриллы сокращаться, и, следовательно, сокращается вся мышечная клетка, а затем и вся мышца (Источник: Davies and Nowak 2006).

SARCOLEMMA имеет уникальную особенность: в ней есть отверстия. Эти «отверстия» ведут в трубки, называемые ПОПЕРЕЧНЫМИ ТРУБЦАМИ (или Т-ОБРАЗНЫМИ ТРУБКАМИ для краткости). Эти трубочки проходят вниз в мышечную клетку и огибают МИОФИБРИЛЫ. Однако эти канальцы НЕ открываются внутрь мышечной клетки; они полностью проходят и открываются где-то еще на сарколемме (т. е. эти канальцы не используются для того, чтобы вводить и выводить вещества из мышечной клетки). Функция Т-КАНЦОВ состоит в том, чтобы проводить импульсы с поверхности клетки (САРКОЛЕММЫ) вниз в клетку и, в частности, в другую структуру клетки, называемую САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКИМ РЕТИКУЛУМОМ.

САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКИЙ РЕТИКУЛУМ (SR) немного похож на эндоплазматический ретикулум других клеток, например, он полый. Но основная функция САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКОГО РЕТИКУЛУМА состоит в хранении ионов кальция. Саркоплазматический ретикулум очень распространен в клетках скелетных мышц и тесно связан с МИОФИБРИЛами (и, следовательно, с МИОФИЛАМЕНТАМИ). Мембрана СР хорошо приспособлена для работы с кальцием: существуют «насосы» (активный транспорт) для кальция, так что кальций постоянно «закачивается» в СР из цитоплазмы мышечной клетки (называется САРКОПЛАЗА). В результате в расслабленной мышце очень высокая концентрация кальция в СР и очень низкая концентрация в саркоплазме (и, следовательно, среди миофибрилл и миофиламентов). Кроме того, в мембране есть специальные отверстия, или «ворота», для кальция. В расслабленной мышце эти ворота закрыты, и кальций не может пройти через мембрану. Итак, кальций остается в СР. Однако, если импульс проходит по мембране СР, кальциевые «ворота» открываются и, следовательно, кальций быстро диффундирует из СР в саркоплазму, где расположены миофибриллы и миофиламенты. Как вы увидите, это ключевой шаг в сокращении мышц.

Миофибриллы состоят из 2 типов миофиламентов: толстых и тонких. В скелетных мышцах эти миофиламенты расположены очень правильно и точно: толстые миофиламенты обычно окружены 6 тонкими миофиламентами (вид сбоку). На виде сбоку тонкие миофиламенты видны выше и ниже каждого толстого миофиламента.

Поперечное сечение миофибрилл, показывающее расположение толстых и тонких миофиламентов.
Бар = 100 нм. Изображение от Widrick et al. (2001)

Источник: Цховребова и Триник (2003).

Структура мышц

Каждая миофибрилла состоит из множества субъединиц, выстроенных в линию конец к концу. Эти субъединицы, конечно же, состоят из миофиламентов и называются САРКОМЕРАМИ. На рисунках выше и ниже показан очень маленький участок миофибриллы по всей длине, поэтому вы можете увидеть только один полный саркомер.

В каждый саркомер с каждого конца отходят тонкие миофиламенты. Толстые миофиламенты располагаются в середине саркомера и не доходят до концов. Из-за такого расположения, когда скелетные мышцы рассматриваются под микроскопом, концы саркомера (где обнаруживаются только тонкие миофиламенты) кажутся светлее, чем центральная часть (темная из-за присутствия толстых миофиламентов). Таким образом, миофибрилла имеет чередующиеся светлые и темные области, поскольку каждая из них состоит из множества саркомеров, выстроенных в линию конец к концу. Вот почему скелетная мышца называется ПОЛОСАТОЙ МЫШЦОЙ (т. е. чередующиеся светлые и темные участки выглядят как полосы или исчерченность). Рядом с центром каждого I-BAND находится тонкая темная линия, называемая Z-LINE. Z-линия — это место, где сходятся соседние саркомеры, а тонкие миофиламенты соседних саркомеров слегка перекрываются. Таким образом, саркомер можно определить как область между Z-линиями.

Используется с разрешения Джона В. Кимбалла

Толстые миофиламенты состоят из белка под названием МИОЗИН. Каждая молекула МИОЗИНА имеет хвост, образующий сердцевину толстого миофиламента, и головку, выступающую из ядра нити. Эти головки МИОЗИНА также обычно называют ПОПЕРЕЧНЫМИ МОСТАМИ.

MYOSIN HEAD имеет несколько важных характеристик:

• имеет сайты связывания АТФ, в которые вписываются молекулы АТФ. АТФ представляет собой потенциальную энергию.
• имеет сайты связывания ACTIN, в которые вписываются молекулы ACTIN. Актин входит в состав тонкого миофиламента.
• имеет «шарнир» в месте выхода из ядра толстого миофиламента. Это позволяет голове поворачиваться вперед и назад, а «поворот», как будет вскоре описано, на самом деле вызывает сокращение мышц.

Тонкие миофиламенты состоят из 3 типов белков: актина, тропонина и тропомиозина.

Молекулы актина (или G-актина, как указано выше) имеют сферическую форму и образуют длинные цепи. Каждая тонкая миофиламент содержит две такие цепочки, которые обвиваются друг вокруг друга. Молекулы ТРОПОМИОЗИНА представляют собой одиночные тонкие молекулы, которые обвивают цепь АКТИНА. На конце каждого тропомиозина находится молекула ТРОПОНИНА. Молекулы ТРОПОМИОЗИНА и ТРОПОНИНА связаны друг с другом. Каждый из этих 3 белков играет ключевую роль в сокращении мышц:

• АКТИН — когда актин соединяется с ГОЛОВКОЙ МИОЗИНА, АТФ, связанный с головкой, распадается на АДФ. Эта реакция высвобождает энергию, которая заставляет ГОЛОВКУ МИОЗИНА ПОВОРАЧИВАТЬСЯ.

• ТРОПОМИОЗИН — В расслабленной мышце ГОЛОВКИ МИОЗИНА толстого миофиламента лежат напротив молекул ТРОПОМИОЗИНА тонкого миофиламента. Пока ГОЛОВКИ МИОЗИНА остаются в контакте с ТРОПОМИОЗИНОМ, ничего не происходит (т. е. мышца остается расслабленной).

• ТРОПОНИН — Молекулы тропонина имеют сайты связывания ионов кальция. Когда ион кальция заполняет это место, он вызывает изменение формы и положения ТРОПОНИНА. И когда ТРОПОНИН смещается, он тянет за собой ТРОПОМИОЗИН, к которому он прикреплен. Когда ТРОПОМИОЗИН перемещается, ГОЛОВКА МИОЗИНА, которая касалась тропомиозина, теперь вступает в контакт с основной молекулой АКТИНА.

Скользящие нити

Сокращение мышц

1 — Поскольку скелетные мышцы являются произвольными мышцами, для их сокращения требуется нервный импульс. Итак, шаг 1 в сокращении — это когда импульс передается от нейрона к САРКОЛЕММЕ мышечной клетки.

2 — Импульс проходит по САРКОЛЕММЕ и вниз по Т-КАНАЛАМ. Из Т-КАНАЛОВ импульс переходит в САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКИЙ РЕТИКУЛУМ.

3 — Когда импульс проходит по саркоплазматическому ретикулуму (SR), кальциевые ворота в мембране SR открываются. В результате КАЛЬЦИЙ диффундирует из СР в миофиламенты.

4 — Кальций заполняет места связывания в молекулах ТРОПОНИНА. Как отмечалось ранее, это изменяет форму и положение ТРОПОНИНА, что, в свою очередь, вызывает движение присоединенной молекулы ТРОПОМИОЗИНА.

5 — Движение ТРОПОМИОЗИНА позволяет ГОЛОВКЕ МИОЗИНА контактировать с АКТИНОМ.

6 — Контакт с ACTIN приводит к повороту ГОЛОВКИ MYOSIN.

7 — Во время поворота ГОЛОВКА МИОЗИНА прочно прикреплена к АКТИНУ. Итак, когда ГОЛОВКА поворачивается, она тянет АКТИН (и, следовательно, весь тонкий миофиламент) вперед. (Очевидно, что одна ГОЛОВКА МИОЗИНА не может тянуть весь тонкий миофиламент. Многие ГОЛОВКИ МИОЗИНА вращаются одновременно или почти одновременно, и их коллективных усилий достаточно, чтобы потянуть весь тонкий миофиламент).

8 — На конце вертлюга АТФ попадает в место связывания на поперечном мостике, и это разрывает связь между поперечным мостиком (миозином) и актином. Затем ГОЛОВКА МИОЗИНА поворачивается назад. Когда он поворачивается назад, АТФ распадается на АДФ и Р, и поперечный мост снова связывается с молекулой актина.

9 — В результате HEAD снова прочно связан с ACTIN. Однако, поскольку ГОЛОВКА не была прикреплена к актину, когда она поворачивалась назад, ГОЛОВКА будет связываться с другой молекулой АКТИНА (т. Как только ГОЛОВКА присоединена к ACTIN, поперечный мост снова поворачивается, ПОЭТОМУ ШАГ 7 ПОВТОРЯЕТСЯ.

Пока присутствует кальций (присоединенный к ТРОПОНИНУ), шаги с 7 по 9 будут продолжаться. И при этом тонкий миофиламент «тянется» МИОЗИНОВЫМИ ГОЛОВКАМИ толстого миофиламента. Таким образом, ТОЛСТЫЕ и ТОНКИЕ миофиламенты фактически скользят относительно друг друга. При этом расстояние между Z-линиями саркомера уменьшается. По мере того, как саркомеры становятся короче, миофибриллы, конечно же, становятся короче. И, очевидно, мышечные волокна (и вся мышца) становятся короче.

Скелетная мышца расслабляется, когда прекращается нервный импульс. Отсутствие импульса означает, что мембрана саркоплазматического ретикулума больше не проницаема для кальция (т. е. отсутствие импульса означает, что КАЛЬЦИЕВЫЕ ВОРОТА закрываются). Таким образом, кальций больше не диффундирует наружу. КАЛЬЦИЕВЫЙ НАСОС в мембране теперь перекачивает кальций обратно в SR. При этом ионы кальция покидают места связывания на МОЛЕКУЛАХ ТОПОНИНА. Без кальция ТРОПОНИН возвращается к своей первоначальной форме и положению, как и присоединенный ТРОПОМИОЗИН. Это означает, что ТРОПОМИОЗИН теперь снова на месте, в контакте с ГОЛОВКОЙ МИОЗИНА. Итак, головка МИОЗИНА больше не соприкасается с АКТИНОМ и, следовательно, мышца перестает сокращаться (т. е. расслабляется).

Сокращение

Таким образом, в большинстве случаев кальций является «переключателем», который включает и выключает мышцы (сокращая и расслабляя). Когда мышца используется в течение длительного периода времени, запасы АТФ могут уменьшаться. Когда концентрация АТФ в мышце снижается, ГОЛОВКИ МИОЗИНА остаются связанными с актином и больше не могут вращаться.