Части мышцы: Скелетные мышцы — урок. Биология, 8 класс.

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.

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.

Мышечное волокно возбуждается через двигательный нерв, генерирующий потенциал действия, который распространяется по поверхностной мембране (сарколемме) и поперечной канальцевой системе в более глубокие отделы мышечного волокна. Рецепторный белок (DHP) ощущает деполяризацию мембраны, изменяет ее конформацию и активирует рианодиновый рецептор (RyR), который высвобождает Ca ²⁺ из SR. Затем Ca ²⁺ связывается с тропонином и активирует процесс сокращения (Jurkat-Rott and Lehmann-Horn 2005).

Мембраны саркоплазматического ретикулума (SR) в непосредственной близости от Т-трубочки. «RyR» — это белки, помогающие высвобождению кальция из SR, «SERCA2» — это белки, которые помогают транспортировать кальций в SR (Brette and Orchard 2007).

САРКОПЛАЗМАТИЧЕСКИЙ РЕТИКУЛУМ (СР) 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)

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 показана лишь очень небольшая часть всего длины миофибриллы, поэтому вы можете видеть только один полный саркомер.

В каждом саркомере с каждого конца отходят тонкие миофиламенты. Толстый миофиламенты находятся в середине саркомера и не расширяются до конца. Из-за такого расположения при осмотре скелетных мышц под микроскопом концы саркомера (где только тонкие миофиламенты найдены) кажутся светлее, чем центральная часть (которая темная, потому что наличие толстых миофиламентов). Таким образом, миофибрилла имеет чередующиеся светлые и темные участки, поскольку каждый из них состоит из множества саркомеров, выстроенных в ряд концы с концами. Вот почему скелетная мышца называется ПОЛОСАТОЙ МЫШЦОЙ (т.е. чередующиеся светлые и темные участки выглядят как полосы или бороздки). Светлые области называются I-BANDS, а более темные — A-BANDS. Рядом с центром каждого I-BAND находится тонкая темная линия, называемая Z-LINE (или Z-мембрана на рисунке ниже). Z-линия — это место, где соседние саркомеры сближаются, и тонкие миофиламенты соседних саркомеров перекрываются немного. Таким образом, саркомер можно определить как область между Z-линиями.

Толстые миофиламенты состоят из белка под названием МИОЗИН. Каждый МИОЗИН молекула имеет хвост, который образует ядро ​​толстого миофиламента плюс головка, выступающая из сердцевины нити. Эти головы MYOSIN также обычно называют ПОПЕРЕЧНЫМИ МОСТАМИ.

МИОЗИН HEAD имеет несколько важных характеристик:

• он имеет АТФ-связывающие центры, в которые вписываются молекулы АТФ. АТФ представляет потенциальная энергия.
• он имеет ACTIN-связывающие сайты, в которые вписываются молекулы ACTIN. актин часть тонкого миофиламента и будет обсуждаться более подробно в ближайшее время.
• имеет «шарнир» в месте выхода из ядра толстого миофиламента. Это позволяет голове поворачиваться вперед и назад, а «поворот» как будет описано вкратце, что на самом деле вызывает сокращение мышц.

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

• АКТИН — когда актин объединяется с ГОЛОВКОЙ МИОЗИНА, АТФ связывается с голова расщепляется на АДФ. Эта реакция высвобождает энергию, которая вызывает ГОЛОВА МИОЗИНА ПОВЕРНУТЬСЯ.

• ТРОПОМИОЗИН — В расслабленной мышце ГОЛОВКИ МИОЗИНА толстого миофиламента лежат против 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, что вызывает изменение формы и положения ТРОПОНИНА. И когда ТРОПОНИН смещается, он тянет ТРОПОМИОЗИН, к которому он прилагается. Когда ТРОПОМИОЗИН перемещается, ГОЛОВКА МИОЗИНА, которая касалась теперь тропомиозин вступает в контакт с основной молекулой ACTIN.

 
Скользящие нити

 

Сокращение мышц

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

2 — Импульс проходит по САРКОЛЕММЕ и вниз Т-ОБРАЗНЫЕ ТРУБКИ. Из Т-КАНАЛОВ импульс переходит в САРКОПЛАЗМИЧЕСКИЙ РЕТИКУЛ.

3 — Когда импульс проходит по саркоплазматическому ретикулуму (SR), кальциевые ворота в мембране СР открываются. В результате КАЛЬЦИЙ диффундирует вне СР и среди миофиламентов.

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

5 — Движение ТРОПОМИОЗИНА позволяет ГОЛОВКЕ МИОЗИНА контактировать с АКТИНОМ (анимация: сокращение миофиламента и расщепление АТФ и движение поперечного моста).

6 — Контакт с ACTIN заставляет ГОЛОВКУ MYOSIN поворачиваться.

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

8 — На конце вертлюга АТФ входит в место связывания на поперечный мост, и это разрывает связь между поперечным мостом (миозин) и актин. Затем ГОЛОВКА МИОЗИНА поворачивается назад. Когда он поворачивается назад, АТФ распадается на АДФ и Р, и поперечный мост снова связывается с актином. молекула.

9 — В результате HEAD снова прочно связан с ACTIN. Однако, поскольку ГОЛОВА не была прикреплена к актину, когда она поворачивалась назад, ГОЛОВА свяжется с другой молекулой ACTIN (т.е. на тонком миофиламенте). Как только HEAD присоединен к ACTIN, поперечный мост опять крутится, ТАК ШАГ 7 ПОВТОРЯЕТСЯ.

Пока присутствует кальций (присоединенный к ТРОПОНИНУ), шаги с 7 по 9 будет продолжение. И, при этом, тонкая миофиламент «вытягивается». ГОЛОВКАМИ МИОЗИНА толстого миофиламента. Таким образом, ТОЛСТЫЙ И ТОНКИЙ миофиламенты фактически скользят мимо друг друга. При этом расстояние между Z-линиями саркомер уменьшается. По мере того как саркомеры становятся короче, миофибриллы, конечно, становится короче. И, очевидно, мышечные волокна (и целая мышца) получают короче.

Скелетные мышцы расслабляются, когда прекращается нервный импульс. Нет импульса значит что мембрана саркоплазматического ретикулума больше не проницаема к кальцию (т. е. отсутствие импульса означает, что КАЛЬЦИЕВЫЕ ВОРОТА закрываются). Итак, кальций больше не рассеивается. КАЛЬЦИЕВЫЙ НАСОС в мембране теперь будет транспортировать кальций обратно в SR. При этом ионы кальция покидают связывающую сайты на МОЛЕКУЛАХ ТОПОНИНА. Без кальция ТРОПОНИН возвращается к своему оригинальная форма и положение, как и прикрепленный ТРОПОМИОЗИН. Это означает что ТРОПОМИОЗИН теперь снова на месте, в контакте с ГОЛОВКОЙ МИОЗИНА. Итак, головка МИОЗИНА больше не контактирует с АКТИНОМ и, следовательно, мышца перестает сокращаться (т. е. расслабляется).

Таким образом, в большинстве случаев кальций является «переключателем», который переключает мышцы «включение и выключение» (сокращение и расслабление). Когда мышца используется для расширенного период запасы АТФ могут уменьшаться. По мере снижения концентрации АТФ в мышцах ГОЛОВКИ МИОЗИНА остаются связанными с актином и больше не могут вращаться. Это снижение в уровнях АТФ в мышцах вызывает МЫШЕЧНУЮ УСТАЛОСТЬ. Несмотря на то, что кальций все еще присутствует (и нервный импульс передается мышце), сокращение (или хотя бы сильное сокращение) невозможно.

Анимации, иллюстрирующие сокращение мышц:

Сокращение мышечных клеток

Сокращение скелетных мышц

Механизм скольжения нити при сокращении миофибриллы (Wiley)

Потенциалы действия и сокращение мышц

Основы мышц: компоненты, характеристики и сокращение

Кинезиология — это изучение анатомии и физиологии систем организма, обеспечивающих движение. Он включает в себя изучение таких вещей, как сокращение скелетных мышц, размещение сухожилий, структура суставов и соединительные ткани, которые удерживают все вместе. Студенты-массажисты должны хорошо понимать компоненты и характеристики мышц не только для MBLEx, но и для того, чтобы быть эффективным массажистом. Также важно понимать, как наш массаж и процедуры по уходу за телом могут повлиять на движения наших клиентов.

Область содержания кинезиологии на MBLEx в 2023 году составляет 12% экзамена по массажу. В этом разделе проверяется ваше понимание характеристик, компонентов и сокращений мышечной ткани. Вам нужно будет знать конкретное расположение мышц и точек крепления, а также строение и функции суставов.

Я также укажу на некоторые ключевые слова, префиксы и суффиксы, которые помогут вам расшифровать и запомнить важную терминологию в области содержания кинезиологии.

Этот пост посвящен компонентам и характеристикам ткани скелетных мышц, а также тому, как происходит сокращение.

Структура и компоненты скелетных мышц

В организме имеются различные типы мышц, включая скелетные мышцы, гладкие мышцы и сердечную мышцу. Поскольку этот пост посвящен кинезиологии, я сосредоточусь на скелетных мышечных тканях и оставлю сердечные и гладкие мышцы для другого поста.

***Совет по изучению : вы можете найти ссылки на таблицы мышц для изучения происхождения, прикрепления, действия и иннервации всех основных мышц тела на странице наших ресурсов.

Каждая скелетная мышца окружена эпимицием. Это плотная волокнистая соединительная ткань, которая покрывает всю мышцу, чтобы защитить ее от травм или трения с окружающими структурами.

Эпимиций сливается с сухожилиями мышц, образуя непрерывную структуру. Сухожилия прикрепляют мышцу к кости, создавая движение в суставах. Эпимиций также соединяется с окружающей фасцией, а также с более глубокой соединительной тканью внутри мышцы (перимизий и эндомизий).

Скелетные мышцы состоят из пучков мышечных волокон, называемых пучками . Каждый пучок имеет собственную защитную оболочку, называемую перимизий .

Пучки состоят из отдельных мышечных волокон (также называемых мышечными клетками). Эти мышечные волокна или клетки имеют защитную оболочку, называемую эндомизием . Как и другие клетки тела, клетки скелетных мышц имеют ядро, им необходимо кровоснабжение и связь с нервной системой для нормального функционирования.

Это поможет запомнить следующие префиксы:

• «Эпи-» означает над или над.
• «Пери-» означает около или рядом.
• «Эндо-» означает внутри, внутрь или внутрь.

Обязательно ознакомьтесь с нашим глоссарием массажной терминологии, а также с нашим списком массажных сокращений.

Структура отдельной мышечной клетки

Индивидуальную мышечную клетку также иногда называют мышечным волокном или миоцитом . Различают три типа мышечных клеток: скелетные, сердечные и гладкие. Для MBLEx важно только знать основные различия между этими типами мышечных клеток.

Клетки скелетных мышц имеют поперечно-полосатую структуру и много ядер, поэтому они являются «многоядерными». Индивидуальная мышечная клетка обычно имеет длину около 1-2 дюймов, но может достигать 10-12 дюймов.

Клетки сердечной мышцы также имеют поперечно-полосатую структуру. Однако они содержат только одно ядро.

Гладкая мускулатура не исчерчена. Он находится в стенках полых органов и трубах по всему телу. Например: кишечник, желудок, пищевод, мочевой пузырь и кровеносные сосуды.

Если не указано иное, содержимое этой страницы относится к скелетным мышцам, так как именно на них сосредоточены методы массажной терапии.

Каждая мышечная клетка состоит из сотен миофибрилл. Эти миофибриллы представляют собой нити, которые сокращают и укорачивают мышцы, что создает движение скелета.

Миофибриллы бывают двух основных типов: толстые и тонкие. Толстые миофибриллы состоят из миозина, а тонкие нити — из актина (подробнее об этом в следующем разделе).

Саркомеры представляют собой повторяющиеся единицы в скелетных мышцах, которые разделены двумя Z-линиями. Эти единицы состоят из толстых и тонких миофибрилл.

*Саркомер является основной функциональной единицей поперечно-полосатой мышечной ткани.

Саркомеры придают скелетным мышцам исчерченный (полосатый) вид при рассмотрении под микроскопом. Обязательно ознакомьтесь с нашим полным подготовительным курсом и практическим тестом MBLEx, чтобы усвоить эту информацию и подготовиться к экзамену на получение лицензии на массаж.

Характеристики мышц

Мышечные клетки обладают 4 основными свойствами:

Сократимость . Мышечная ткань имеет свойство сокращаться и сокращаться. Мышцы могут активно сокращаться, но они не могут активно удлиняться. Они должны полагаться на свои мышцы-антагонисты или другие внешние силы, такие как гравитация, чтобы помочь им удлиниться.

Возбудимость . Это характеристика мышечной ткани, которая описывает способность мышцы реагировать на раздражитель. Когда моторный нейрон посылает сигнал мышце, она сокращается.

Расширяемость . Это означает, что мышечная ткань может быть растянута. При напряжении какой-либо группы мышц, например, подколенного сухожилия или грудных мышц, она обычно составляет , а не сама мышечная ткань, которая является проблемой. Напряженность обычно возникает из-за ограничений в волокнистой соединительной ткани (фасции), которая окружает мышечные ткани. Вот почему массажные техники, такие как миофасциальное расслабление, настолько эффективны, они удлиняют мышцы и восстанавливают диапазон движений. Вот почему растяжка с низкой нагрузкой и длительной продолжительностью (LLLD) является эффективной техникой растяжки и уменьшает ограничения фасции.

Эластичность . Это способность мышечной ткани сокращаться или возвращаться к своей первоначальной длине после растяжения.

Основы мышечного сокращения

Мышечное сокращение – это активация мышечных волокон и усиление мышечного напряжения. Это может привести к укорочению мышцы, как в случае концентрического сокращения.

Однако мышца может сохранять ту же длину при сокращении (изометрическое сокращение) или даже удлиняться при сокращении (эксцентрическое сокращение). Эксцентрическое сокращение происходит, когда сила, приложенная к суставу, больше, чем сила, создаваемая мышцами, действующими на этот сустав.

Для сокращения двигательные нейроны (эфферентные нервы) посылают сигнал от головного или спинного мозга к мышце, приказывая ей сокращаться.

Теория скользящих нитей объясняет процесс сокращения мышц. Двигательный нейрон сигнализирует толстым и тонким нитям (миофибриллам) скользить друг относительно друга. Это увеличивает напряжение в мышцах и вызывает сокращение.

Форма мышц и направление волокон

Размер, форма и направление волокон мышц зависят от действия, которое мышца должна выполнять, и костей, к которым мышца должна прикрепляться.

Существует 4 основные формы скелетных мышц:

Параллельные (веретенообразные). По длине пучки проходят в направлении, параллельном направлению мышцы.

Перистые мышцы имеют короткие пучки, идущие в косом направлении к центральному сухожилию, к которому они прикрепляются. Слово pennate означает «пероподобный». Существует три типа перистых мышц:

• Одноперистые: пучки прикрепляются к сухожилию с одной стороны. Пример: длинный разгибатель пальцев.
• Двуперистые: пучки прикрепляются косо с обеих сторон центрального сухожилия. Эти мышцы выглядят как перышко.