Функции и строение скелетных мышц
Биология. 8 класс. Мищук
Вспомните строение мышечной ткани. Какие виды мышечных тканей вам известны? Какое строение имеют мышечные клетки и какие функции они выполняют?
Функции скелетных мышц. Вам известно, что в организме человека, как и у всех других позвоночных, для осуществления различных движений имеется два вида мышечной ткани: гладкая и поперечнополосатая (ил. 12). Среди поперечнополосатой мышечной ткани различают скелетную и сердечную. В соответствии с разновидностями мышечной ткани различают гладкие, скелетные и сердечную мышцы. Именно скелетные мышцы являются активной частью опорно-двигательной системы организма. Они обеспечивают равновесие и движение тела в пространстве, глотательные и дыхательные движения, перемещение одних частей тела относительно других. Вспомните, благодаря каким свойствам мышечной ткани осуществляются эти движения.
В скелетных мышцах интенсивно происходит обмен веществ с преобразованием химической энергии органических веществ в механическую и тепловую. Около 30 % образованной энергии используется для механической работы мышцы, остальная энергия преобразуется в тепло. Тепло, образующееся в скелетных мышцах, участвует в процессах терморегуляции.
Строение скелетной мышцы. В мышце (ил. 87 а) различается активная часть — брюшко, или тело, и пассивная часть — сухожилия. Брюшко мышцы образовано пучками поперечнополосатых мышечных волокон. Пучки связаны между собой рыхлой соединительной тканью. В ней проходят кровеносные сосуды и нервы.
Снаружи и пучок, и мышца полностью покрыты тонкой оболочкой. Количество пучков в мышце зависит от ее функциональных особенностей. В мышце проходят нервы, кровеносные и лимфатические сосуды (ил. 87 б).
Ил. 87. Строение скелетной мышцы: а — внешнее строение; б — пучки мышечных волокон; в — мышечное волокно
Часть мышцы, остающаяся неподвижной при ее сокращении, называется головкой, а подвижный конец — хвостом. Мышцы, имеющие одну головку, относятся к простым. Существуют мышцы с двумя (двуглавая мышца), тремя (трехглавая мышца) и даже четырьмя (четырехглавая мышца) головками. От головки и хвоста отходят сухожилия, с помощью которых мышца крепится к костям (иногда к коже, суставным сумкам, хрящам и т. п.) (ил. 87 а). Сухожилия почти не растягиваются, но они очень прочные и выдерживают большие нагрузки. Прочность сухожилиям придает плотная соединительная ткань. Вспомните особенности ее строения (ил. 9 б, с. 12).
Мышцы в основном имеют красно-бурый цвет, а сухожилия — белый. Сухожилия снабжаются кровью несколько меньше, чем мышечное брюшко, они тоньше, чем мышцы, и очень прочные. Например, пяточное сухожилие выдерживает нагрузку около 400 кг, а сухожилие четырехглавой мышцы бедра — около 600 кг.
Структурной и функциональной единицей скелетной мышцы является мышечное волокно (ил. 87 в). Снаружи оно покрыто оболочкой. В цитоплазме мышечного волокна содержится много ядер и органелл, обеспечивающих процессы жизнедеятельности мышцы. Здесь содержатся специальные органеллы — миофибриллы, обеспечивающие мышцам выполнение сократительной функции. Миофибрилла — это тонкое волоконце, в состав которого входят белки — актин и миозин. Актин образует тонкое сократительное волоконце, а миозин — толстое сократительное волоконце. На ил. 88 схематически представлен сократительный элемент миофибриллы.
Актин и миозин имеют различные физико-химические характеристики, что обусловливает различие в их цвете. Располагаясь поочередно в миофибрилле, они придают мышечному волокну эффект поперечной исчерченности. Поэтому под микроскопом мы видим светлые и темные участки.
Ил. 88. Сократительной элемент миофибриллы
Лабораторное исследование
Тема: Микроскопическое строение скелетной мышечной ткани.
Цель: исследовать строение скелетной мышечной ткани, установить связь между ее строением и функциями, научиться распознавать скелетную мышечную ткань.
Оборудование: микроскопы, микропрепарат скелетной мышечной ткани.
Ход исследования
1. Подготовьте микроскоп к работе.
2. Рассмотрите поочередно при малом, а затем при большом увеличении микроскопа постоянный микропрепарат скелетной мышечной ткани. Найдите мышечное волокно — структурную единицу скелетной мышечной ткани. Исследуйте количество ядер в нем и исчерченность волокна.
3. Сопоставьте увиденное с ил. 12 б (§ 2) учебника.
4. Схематически изобразите увиденную под микроскопом мышечную ткань.
5. Сделайте вывод: чем обусловлены особенности строения скелетной мышечной ткани?
Скелетная мышца. Скелетная мышечная ткань. Мышечное волокно. Миофибриллы. Актин. Миозин. Сухожилие
Цвет мышц зависит от количества мышечного пигмента миоглобина, содержащегося в цитоплазме мышечных волокон. Миоглобин — белок, по химическому составу и свойствам близкий к гемоглобину крови. Он легко связывает кислород, образуя соединение оксимиоглобин. Поэтому миоглобин является источником кислорода для мышц. В зависимости от содержания миоглобина различаются белые и красные мышечные волокна. Белые мышечные волокна быстро сокращаются и обеспечивают активное движение, а красные сокращаются медленно и служат для поддержания равновесия.
1. Из какой ткани образована скелетная мышца? 2. Какие функции выполняют скелетные мышцы? 3. Опишите строение скелетной мышцы. 4. Что такое сухожилие? Каково его строение? 5. Опишите строение мышечного волокна. 6. Что такое миофибрилла? Каковы особенности ее строения? 7. Почему скелетные мышцы называют поперечнополосатыми? 8. Обоснуйте значение скелетных мышц в организме человека. 9. В чем проявляется взаимосвязь строения и функций скелетной мышцы? 10. Сравните поперечнополосатую скелетную мышечную ткань с поперечнополосатой сердечной. 11. В чем проявляется взаимосвязь строения и функций мышечного волокна? 12. Проведите исследование, которое докажет или опровергнет утверждение о том, что к работающим мышцам поступает больше крови, чем к неработающим. В одну руку возьмите эспандер или теннисный мячик и сжимайте его в течение 1-3 мин. Другую руку опустите вниз. После окончания работы сравните руки по цвету. Сформулируйте вывод.
Биология Строение и функции скелетных мышц
14. Строение и функции скелетных мышц
Мышцы всегда в движении, этим они обеспечивают работу внутренних органов и внешних частей тела. В организме человека различают гладкие, мимические и скелетные мышцы — всего около 600.
Гладкие мышцы образуют стенки пищевода, желудка, кишечника, кровеносных сосудов, воздухоносных путей. Мимические мышцы позволяют человеку выражать свои эмоции. Скелетные мышцы обеспечивают все движения.
Каждая мышца состоит из параллельных пучков поперечно-полосатых мышечных волокон. Если мышечные волокна рассматривать под микроскопом, то можно увидеть чередующиеся темные и светлые полосы. Это миофибриллы, или сократительные волокна, образованные белками. Снаружи каждый пучок одет в оболочку, а вся мышца покрыта тонкой соединительно-тканной пленкой. Основа скелетной мышцы — мышечное волокно, которое, по сути, является огромной клеткой. Длина волокна достигает 14 см, а диаметр клетки равен нескольким сотым долям миллиметра.
В мышце выделяют головку, брюшко и хвост. Головка прикрепляется к одной кости, а хвост — к другой с помощью нерастяжимых сухожилий, которые срастаются с надкостницей.
Мышца выполняет много работы, поэтому к ней подходят кровеносные сосуды, которые обеспечивают ее кислородом и осуществляют обмен веществ. По нервным окончаниям к мышцам передается нервный импульс.
Итак, мышца — это орган, состоящий из мышечной ткани, кровеносных сосудов, нервов.
Все мышцы обладают способностью реагировать на нервные импульсы, уменьшать или увеличивать свою толщину и длину, а также принимать прежнее положение после растяжения.Мышцы в организме человека имеют разную форму. Большинство — веретенообразные, но встречаются мышцы лентовидной, ромбовидной, трапециевидной и квадратной формы.
Некоторые мышцы различаются по количеству головок — двуглавая, трехглавая, четырехглавая мышцы.
В организме человека несколько групп мышц: мышцы головы, мышцы туловища, мышцы конечностей.
К мышцам головы относят мимические и жевательные.
Мимические мышцы одним концом прикрепляются к костям лицевого отдела черепа, а вторым — к коже. Когда мышца сокращается, она тянет за собой кожу и определяет мимику лица. На лицевой части черепа находится круговая мышца рта, участвующая в формировании членораздельной речи.
Жевательные мышцы по способу прикрепления не отличаются от других скелетных мышц. Они приводят в движение единственную подвижную нижнюю челюсть, обеспечивая процесс жевания. Кстати, жевательная мышца самая сильная в мускулатуре лица.
Хорошо развиты и являются сильными мышцы плечевого пояса, большая и малая грудные мышцы. Они определяют положение тела и участвуют в процессе дыхания человека.
Мышцы живота формируют брюшной пресс, а мышцы спины — мышечный корсет. Брюшной пресс — это широкие мышцы, которые постепенно переходят в сухожилия. Они должны быть сильно развиты, выдерживать давление грудной клетки, и активно участвовать в движении тела.
К мышцам туловища относится также диафрагма, которая представляет собой перегородку между грудной и брюшной полостью.
В зависимости от расположения мышц верхней конечности, их разделяют на мышцы плечевого пояса и свободной верхней конечности.
Мышцы плечевого пояса отводят руку в сторону, сгибают и разгибают ее в плечевом суставе, а в предплечье находятся многочисленные мелкие мышцы, обеспечивающие работу пальцев и запястья.
Нижние конечности человека осуществляют функции опоры и передвижения, они выдерживают большие нагрузки. Мышцы нижних конечностей разделяют на мышцы тазового пояса и мышцы свободной конечности. Мышцы таза обеспечивают движение ног в тазобедренном суставе, а также поддерживают позвоночник. Мышцы голени хорошо развиты, что можно объяснить их функциями, связанными с передвижением человека. Мышцы стопы обеспечивают упругую пружинистую походку.
Для выполнения любого движения необходимо участие нескольких мышц. Так, один шаг человека задействует сразу 300 различных мышц.
Мышцы способны переносить большие нагрузки, примером служит пяточное сухожилие мышц голени и икроножной мышцы, которое при ходьбе выдерживает нагрузку в 240 кг, а при беге — в 931 кг.
Самая маленькая мышца в теле человека — у стремечка уха. Ее длина всего 0,127 см. Самая длинная мышца — это портняжная, ее длина 50 см.
Мускулатура определяет внешний вид человека. Тип фигуры с узкими костями и низким уровнем мышечной массы называется эктоморфом. Мезоморф от природы сильный и мускулистый. У него длинный торс и объемная грудная клетка с хорошо развитыми мышцами. Крупная, широкая кость с хорошо развитым жировым слоем под мышцами образует торс эндоморфа.
Строение мышцы, ее уникальные способности и свойства натолкнули ученых на мысль о создании искусственных мускулов. В XX веке мысль воплотилась в дело.
Ученые разработали и продемонстрировали тип искусственных мышц, которые в 1000 раз сильней человечески и могут поднять груз в 50 раз, превышающий их собственный вес.
31. Основные функции мышц. Строение мышечного волокна.
Мышцы (от слова «мышь» — из-за формы, поэтому ударение на первый слог) или мускулы (от лат. musculus — мышца (mus — мышка, маленькая мышь)) — органы тела животных и человека, состоящие из упругой, эластичной мышечной ткани, способной сокращаться под влиянием нервных импульсов. Предназначены для выполнения различных действий: движения тела, сокращения голосовых связок, дыхания.
Мышцы позволяют двигать частями тела и выражать в действиях мысли и чувства. Человек выполняет любые движения — от таких простейших, как моргание или улыбка, до тонких и энергичных, какие мы наблюдаем у ювелиров или спортсменов — благодаря способности мышечных тканей сокращаться. От исправной работы мышц, состоящих из трёх основных групп, зависит не только подвижность организма, но и функционирование всех физиологических процессов. А работой всех мышечных тканей управляет нервная система, которая обеспечивает их связь с головным и спинным мозгом и регулирует преобразование химической энергии в механическую.
В теле человека 640 мышц (в зависимости от метода подсчёта дифференцированных групп мышц их общее число определяют от 639 до 850)[источник не указан 353 дня]. Самые маленькие прикреплены к мельчайшим косточкам, расположенным в ухе. Самые крупные — большие ягодичные мышцы, они приводят в движение ноги. Самые сильные мышцы — икроножные и жевательные, язык.
По форме мышцы очень разнообразны. Чаще всего встречаются веретенообразные мышцы, характерные для конечностей, и широкие мышцы — они образуют стенки туловища. Если у мышц общее сухожилие, а головок две или больше, то их называют двух-, трёх- или четырёхглавыми.
Структурный элемент мышц — мышечное волокно, каждое из которых в отдельности является не только клеточной, но и физиологической единицей, способной сокращаться. Мышечное волокно представляет собой многоядерную клетку, диаметр его составляет от 10 до 100 мкм. Данная клетка заключена в оболочку, сарколемму, которая заполнена саркоплазмой. В саркоплазме располагаются миофибриллы. Миофибрилла — нитевидное образование, состоящее из саркомеров. Толщина миофибрилл в общем случае менее 1 мкм. В зависимости от количества миофибрилл различают белые и красные мышечные волокна. В белых волокнах миофибрилл больше, саркоплазмы меньше, благодаря чему они могут сокращаться более быстро. В красных волокнах содержится большое количество миоглобина, из-за чего они и получили такое название. Помимо миофибрилл в саркоплазме мышечных волокон также присутствуют митохондрии, рибосомы, комплекс Гольджи, включения липидов и прочие органеллы. Саркоплазматическая сеть обеспечивает передачу импульсов возбуждения внутри волокна. В состав саркомеров входят толстые миозиновые нити и тонкие актиновые нити.
Актин — сократительный белок, состоящий из 375 аминокислотных остатков с молекулярной массой 42300, который составляет около 15 % мышечного белка. Под световым микроскопом более тонкие молекулы актина выглядят светлой полоской (так называемые «Ι-диски»). В растворах с малым содержанием ионов актин содержится в виде единичных молекул с шарообразной структурой, однако в физиологических условиях, в присутствии АТФ и ионов магния, актин становится полимером и образует длинные волокна (актин фибриллярный), которые состоят из спирально закрученных двух цепочек молекул актина. Соединяясь с другими белками, волокна актина приобретают способность сокращаться, используя энергию, содержащуюся в АТФ.
Миозин — основной мышечный белок; содержание его в мышцах достигает 65 %. Молекулы состоят из двух полипептидных цепочек, в каждой из которых содержится более 2000 аминокислот. Белковая молекула очень велика (это самые длинные полипептидные цепочки, существующие в природе), а её молекулярная масса доходит до 470000. Каждая из полипептидных цепочек оканчивается так называемой головкой, в состав которой входят две небольшие цепочки, состоящие из 150—190 аминокислот. Эти белки проявляют энзиматическую активность АТФазы, необходимую для сокращения актомиозина. Под микроскопом молекулы миозина в мышцах выглядят тёмной полоской (так называемые «А-диски»).
Актомиозин — белковый комплекс, состоящий из актина и миозина, характеризующийся энзиматической активностью АТФазы. Это значит, что благодаря энергии, освобождённой в процессе гидролиза АТФ, актомиозин может сокращаться. В физиологических условиях актомиозин создаёт волокна, находящиеся в определённом порядке. Фибриллярные части молекул миозина, собранные в пучок, образуют так называемую толстую нить, из которой перпендикулярно выглядывают миозиновые головки. Молекулы актина соединяются в длинные цепочки; две таких цепочки, спирально закрученные друг вокруг друга, составляют тонкую нить. Тонкая и толстая нити расположены параллельно таким образом, что каждая тонкая нить окружена тремя толстыми, а каждая толстая нить — шестью тонкими; миозиновые головки цепляются за тонкие нити.
В целом, мышечная ткань состоит из воды, белков и небольшого количества прочих веществ: гликогена, липидов, экстрактивных азотсодержащих веществ, солей органических и неорганических кислот и др. Количество воды составляет 72—80 % от общей массы.
Мышцы и скелет определяют форму человеческого тела. Активный образ жизни, сбалансированное питание и занятие спортом способствуют развитию мышц и уменьшению объёма жировой ткани.
В зависимости от особенностей строения мышцы человека делят на 3 типа или группы:
скелетные,
гладкие,
сердечная.
Первая группа мышц — скелетные, или поперечнополосатые мышцы. Скелетных мышц у каждого из нас более 600. Мышцы этого типа способны произвольно, по желанию человека, сокращаться и вместе со скелетом образуют опорно-двигательную систему. Общая масса этих мышц составляет около 40 % веса тела, а у людей, активно развивающих свои мышцы, может быть ещё больше. С помощью специальных упражнений размер мышечных клеток можно увеличивать до тех пор, пока они не вырастут в массе и объёме и не станут рельефными. Сокращаясь, мышца укорачивается, утолщается и движется относительно соседних мышц. Укорочение мышцы сопровождается сближением её концов и костей, к которым она прикрепляется. В каждом движении участвуют мышцы как совершающие его, так и противодействующие ему (агонисты и антагонисты соответственно), что придаёт движению точность и плавность.
Второй тип мышц, который входит в состав клеток внутренних органов, кровеносных сосудов и кожи, — гладкая мышечная ткань, состоящая из характерных мышечных клеток (миоцитов). Короткие веретеновидные клетки гладких мышц образуют пластины. Сокращаются они медленно и ритмично, подчиняясь сигналам вегетативной нервной системы. Медленные и длительные их сокращения происходят непроизвольно, то есть независимо от желания человека.
Гладкие мышцы, или мышцы непроизвольных движений, находятся главным образом в стенках полых внутренних органов, например пищевода или мочевого пузыря. Они играют важную роль в процессах, не зависящих от нашего сознания, например в перемещении пищи по пищеварительному тракту.
Отдельную (третью) группу мышц составляет сердечная поперечнополосатая (исчерченная) мышечная ткань (миокард). Она состоит из кардиомиоцитов. Сокращения сердечной мышцы не подконтрольны сознанию человека, она иннервируется вегетативной нервной системой.
каково строение мышц, назовите их основные функции?
Строение мышцы. Мышца состоит из пучков поперечнополосатых мышечных волокон, соединенных рыхлой соединительной тканью в пучки первого порядка. Они, в свою очередь, объединяются в пучки второго порядка и т. д. В итоге мышечные пучки всех порядков объединяются соединительной оболочкой, образуя мышечное брюшко. Соединительнотканные прослойки, имеющиеся между мышечными пучками по концам брюшка, переходят в сухожильнуючасть мышцы, крепящейся к кости. Во время сокращения происходит укорочение мышечного брюшка и сближение ее концов. При этом сократившаяся мышца с помощью сухожилия тянет за собой кость, которая выполняет роль рычага. Так совершаются разнообразные движения.Каждая мышцз является целостным (отдельным) органом, имеющим определенную форму, строение и функцию, развитие и положение в организме. Мышцы обильно снабжены кровеносными сосудами и нервами. В каждом движении принимают участие несколько мышц. Мышцы, действующие совместно в одном направлении и вызывающие сходный эффект, называются синергистами, а совершающие противоположно направленные движения —антагонистами. Например, сгибателем локтевого сустава является двуглавая мышца плеча (бицепс), а разгибателем — трехглавая (трицепс)- Сокращение мышц-сгибателей локтевого сустава сопровождается расслаблением мышц-разгибателей. Однако при постоянной нагрузке на сустав (например, при удержании гири в горизонтально вытянутой руке) мышцы-сгибатели и разгибатели локтевого сустава действуют уже не как антагонисты, а как синергисты. Таким образом, действия мышц нельзя сводить к выполнению только одной функции, так как они многофункциональны. Поскольку в каждом движении участвуют мышцы как одной, так и другой группы, наши движения точны и плавны.По характеру выполняемых основных движений и по действию на сустав различают следующие виды мышц: сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, вращающие, приподнимающие и опускающие и др. Выделяют также мимические, жевательные и дыхательные мышцы.
Скелетные мышцы, их строение и функции
Скелетные мышцы, их строение и функции
Функции мышц. Мышцы — это органы тела, состоящие из мышечной ткани, способной сокращаться под влиянием нервных импульсов. Они являются активным элементом опорно-двигательной системы, так как обеспечивают разнообразные движения при перемещении человека в пространстве, сохранение равновесия, дыхательные движения, сокращения стенок внутренних органов, голосообразование и др.
Рис. 12.8. Мышечная система человека: 1 — мышцы лица; 2 — мышцышеи; 3 — дельтовидная мышца; 4 — большая грудная мышца; 5 — двуглавая мышца плеча; 6 —- наружная косая мышца живота; 7 — прямая мышца живота; 8 — мышцы предплечья; 9 — мышцы кисти; 10 — четырехглавая мышца бедра; Ц — мышцы голени; 12 — икроножная мышца; 13 — двуглавая мышца бедра; 14 — большая ягодич-ная мышца; 15 — широчайшая мышца спины; 16 — трехглавая мышца плеча; 17 — трапециевидная мышца.
Соединение со скелетом дало основание называть их скелетной мускулатурой (рис. 12.8). Общее число мышц около 600, а доля их от массы тела человека оставляет в среднем около 30%.
Строение мышцы. Мышца состоит из пучков поперечнополосатых мышечных волокон, соединенных рыхлой соединительной тканью в пучки первого порядка. Они, в свою очередь, объединяются в пучки второго порядка и т. д. В итоге мышечные пучки всех порядков объединяются соединительной оболочкой, образуя мышечное брюшко. Соединительнотканные прослойки, имеющиеся между мышечными пучками по концам брюшка, переходят в сухожильную часть мышцы, крепящейся к кости. Во время сокращения происходит укорочение мышечного брюшка и сближение ее концов. При этом сократившаяся мышца с помощью сухожилия тянет за собой кость, которая выполняет роль рычага. Так совершаются разнообразные движения.Каждая мышцз является целостным (отдельным) органом, имеющим определенную форму, строение и функцию, развитие и положение в организме. Мышцы обильно снабжены кровеносными сосудами и нервами. В каждом движении принимают участие несколько мышц. Мышцы, действующие совместно в одном направлении и вызывающие сходный эффект, называются синергистами, а совершающие противоположно направленные движения —антагонистами. Например, сгибателем локтевого сустава является двуглавая мышца плеча (бицепс), а разгибателем — трехглавая (трицепс)- Сокращение мышц-сгибателей локтевого сустава сопровождается расслаблением мышц-разгибателей. Однако при постоянной нагрузке на сустав (например, при удержании гири в горизонтально вытянутой руке) мышцы-сгибатели и разгибатели локтевого сустава действуют уже не как антагонисты, а как синергисты. Таким образом, действия мышц нельзя сводить к выполнению только одной функции, так как они многофункциональны. Поскольку в каждом движении участвуют мышцы как одной, так и другой группы, наши движения точны и плавны.
По характеру выполняемых основных движений и по действию на сустав различают следующие виды мышц: сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, вращающие, приподнимающие и опускающие и др. Выделяют также мимические, жевательные и дыхательные мышцы.
Нервная регуляция деятельности мышц. В большинстве движений участвует множество мышц, причем сокращение и расслабление различных групп мышц происходит в определенном порядке и с определенной силой. Такая согласованность движений называется координацией движений. Она осуществляется нервной системой. Скелетные мышцы иннервируются соматическим отделом нервной системы. К каждой мышце подходит один или несколько нервов, проникающих в ее толщу и разветвляющихся на множество мелких отростков, которые достигают мышечных волокон. Посредством нервов осуществляется связь мышц с ЦНС, которая регулирует любые двигательные акты (ходьба, бег, пищевые движения и т. д.) и длительное напряжение мышц — тонус, поддерживающий определенное положение тела в пространстве. Деятельность мышц носит рефлекторный характер. Мышечный рефлекс может запускаться с раздражения рецепторов, находящихся в самой мышце или в сухожилиях, либо с раздражения зрительных, слуховых, обонятельных, осязательных рецепторов.
В регуляции безусловно-рефлекторных движений принимает участие мозжечок. Он осуществляет координацию движения, регуляцию мышечного тонуса, способствует поддержанию равновесия и позы тела. При поражении мозжечка его регуляторные двигательные функции нарушаются.
Сокращаясь, мышца действует на кость как на рычаг и производит механическую работу. На осуществление работы мышцы затрачивается энергия, которая образуется в результате распада и окисления органических веществ, поступивших в мышечную клетку. Основным источником энергии является АТФ. Кровь доставляет мышцам питательные вещества и кислород и уносит образующиеся продукты диссимиляции (углекислый газ и др.). При длительной работе наступает утомление и снижение работоспособности мышцы, возникающее из-за несоответствия между ее кровоснабжением и возросшими потребностями в питательных веществах и кислороде. Кроме того, утомление возникает и вследствие процессов, происходящих в нервных центрах.
Русский физиолог И. М. Сеченов первым пришел к выводу, что работоспособность мышц зависит от величины нагрузки и ритма работы. Подобрав их оптимальные соотношения, можно добиться высокой производительности работы мышц. И. М. Сеченов установил также, что мышечное утомление проходит и работоспособность восстанавливается гораздо быстрее в результате смены видов деятельности, а не полного бездействия. Тренировка мышц увеличивает их массу, силу и работоспособность. Чрезмерная же работа приводит к утомлению, а бездеятельность — к атрофии.
Систематическая мышечная работа усиливает кровоснабжение мыши и костей, к которым они прикрепляются. Это приводит кувеличению мышечной массы и усиленному росту костей. Сильные мышцы легко справляются с поддержанием туловища в нужном положении, противостоят развитию сутулости, искривлению позвоночника.
Гигиена опорно-двигательной систем ы. Человек рождается с очень гибким скелетом. Поэтому в детском возрасте особенно внимательно нужно следить за осанкой ребенка, позой ученика за партой. Слабо развитые мышцы и неправильная осанка ребенка могут привести к развитию искривления позвоночника, сутулости, которые нарушают нормальную деятельность органов грудной полости и пищеварения. Для предупреждения плоскостопия (уплощение свода стопы) не следует в период активного роста человека носить тесную обувь, а также длительно носить обувь на высоком каблуке. На формировании опорно-двигательного аппарата организма положительно сказываются активный образ жизни, подвижные игры, регулярные занятия физкультурой и спортом.
Анатомия лёгких, строение, функции на ONKO.LV
Лёгкие – это мягкий, губчатый, конусообразный парный орган. Лёгкие обеспечивают дыхание — обмен углекислого газа и кислорода. Так как лёгкие являются внутренней средой организма, которая постоянно соприкасается с внешней средой, они имеют хорошо приспособленное и специализированное строение не только для газообмена, но и для защиты – в дыхательных путях задерживаются и выводятся наружу различные вдыхаемые инфекционные возбудители, пыль и дым. Правое лёгкое образуют три доли, а левое — две. Воздух в лёгкие попадает через носовую полость, горло, гортань и трахею. Трахея разделяется на два главных бронха – правый и левый. Главные бронхи разделяются на более мелкие и образуют бронхиальное дерево. Каждая веточка этого дерева отвечает за небольшую ограниченную часть лёгкого – сегмент. Более мелкие веточки бронхов, которые называются бронхиолами, переходят в альвеолы, в которых происходит обмен кислорода и углекислого газа. В лёгких нет мышц, поэтому они не могут расправляться и сокращаться самостоятельно, но их структура позволяет следовать дыхательным движениям, которые совершают межрёберные мышцы и диафрагма.
Чтобы облегчить движения лёгких, их окружает плевра – оболочка, которая состоит из двух листков – висцеральной и париетальной плевры.
Париетальная плевра присоединяется к стенке грудной клетки. Висцеральная плевра присоединяется к наружней поверхности каждого лёгкого. Между двумя плевральными листками образуется небольшое пространство, которое называется плевральной полостью. В плевральной полости находится небольшое количество водянистой жидкости, которая называется плевральной жидкостью. Она предотвращает трение и держит вместе плевральные поверхности во время вдоха и выдоха.
Строение клеток глубоких дыхательных путей достаточно специализировано и хорошо приспособлено для дыхания. Все дыхательные пути выстланы эпителием, который является специально приспособленными клетками, чтобы выполнять много важных функций:
- защитную;
- секрецию слизи;
- выведение раздражающих веществ;
- начало иммунных реакций.
Вид эпителия отличается в разных частях дыхательных путей. Большую часть слизистой дыхательных путей образует реснитчатый эпителий. Эти клетки – расположены вертикально в один слой с ресничками, направленными в сторону дыхательных путей. Реснички всегда движутся в направлении наружу. Слизистую более мелких дыхательных путей образует эпителий без ресничек.
В эпителии дыхательных путей находятся железы – бокаловидные клетки. Это специализированные клетки, которые производят и выделяют слизь. Слизь, продуцируемая этими клетками необходима, чтобы увлажнять поверхность эпителия и механически защищать слизистую.
Слизь является липкой, поэтому к ней прилипают вдыхаемые микроскопические инородные тела, и потом они выводятся наружу при помощи реснитчатого эпителия.
Мышечная система человека
Движение неотъемлемая часть человеческой жизни. Движение человека невозможно без мышц. Без них человек не мог бы быть тем, кем он является. Мышцы помогают поддерживать наше тело в горизонтальном состоянии, выполнять различные виды деятельности от самых простых движений пальцами до акробатических номеров. Мышцы по своей структуре, типу и функциям очень отличаются.
Мышечная система человека – это система органов, которую образуют скелетные мышцы, приводящие в движение костную систему, несущую ответственность за движения человека.
Замечание 1
Мышцы представляют собой мышечную ткань, которая пронизана сосудами и нервными окончаниями. Большинство мышц человеческого тела парные. У разных людей мышечная система развита в разной степени. У профессиональных спортсменов она развита в наибольшей степени.
Типы мышечной ткани
Существует три типа мышечной ткани:
- поперечнополосатые мышцы скелета;
- поперечнополосатые мышцы сердца;
- гладкие мышцы внутренних органов, сосудов и кожи.
Поперечнополосатые мышцы скелета — это упругая ткань, которая сокращается под влиянием нервных импульсов. Эта мышечная ткань нужна человеку для дыхания, движения, управления голосовыми связками. Скелетная мышечная ткань состоит из миоцитов.
Поперечнополосатые мышцы сердца отличаются от поперечнополосатых мышц скелета по строению и по функции. Сердечные мышцы сокращаются не по воле человека, за их сокращение отвечает вегетативная нервная система. Сердечная мышечная ткань состоит из кардиомиоцитов. Кардиомиоциты – это мышечные клетки сердца. Кардиомиоциты соединены между собой вставочными дисками.
Гладкие мышцы внутренних органов состоят в основном из веретенообразных мышечных волокон. Клетки в этом типе мышечной ткани соединены между собой нексусами. Особенность этих мышц заключается в том, что они могут воспроизводить спонтанную автоматическую деятельность. Этот вид мышечной ткани обладает большой пластичностью, что положительно сказывается на работе внутренних органов в состав которых она входит.
Готовые работы на аналогичную тему
Строение мышцы
Мышца состоит из рыхлой и плотной ткани, сосудов, нервов. Основа мышцы – это пучки поперечнополосатых волокон. Вокруг мышцы находится эпимизий, который затем переходит в сухожилие.
Одни волокна прикрепляется к костям, а другие имеют опору на соединительно-тканных образованиях мышц.
Внутри мышцы проходят капилляры и нервные волокна благодаря им осуществляются кровоснабжение и двигательные импульсы.
Классификация мышц
Существует множество классификаций скелетных мышц. Классификации основаны на различных признаках, например, по форме, по направлению мышечных волокон, по расположению в теле человека, по функции, по соотношению к суставам.
По форме мышцы бывают квадратные, треугольные или круговые. По длине они делятся на короткие, длинные и широкие. По строению мышцы бывают веретенообразные. Чаще эти мышцы расположены на конечностях. Они прикрепляются к костям и отвечают за движение.
По ходу мышечных волокон очень различается много типов мышц. Среди них отмечают мышцы с прямым ходом и мышцы с поперечным ходом. Они в свою очередь делятся на одноперистые, двуперистые и многоперистые.
Мышцы также классифицируются по той функции, которую они выполняют. Мышцы могут выступать как сгибатели и разгибатели, могут выполнять отводящую и приводящую функцию. Так же в зависимости от исполняемой функции мышцы делятся на супенаторы, пронаторы, сжиматели, напрягающие, поднимающие и опускающие.
Мышцы делятся на группы так же по месту прикрепления. Мышцы могут прикрепляться к костям и к суставам.
По отношению к суставам, мышцы разделяют на односуставные, двусуставные и многосуставные. Многосуставные мышцы покрывают одно-суставные.
По положению мышцы могут подразделяться на поверхностные и глубокие. Мышцы могут быть наружными и внутренними, а также литеральными и медиальными.
Функции мышечной системы
Мышечная система имеет несколько основных функции:
- движение
- удерживание тела
- производство тепла
- формирующая
- защитная
Сердечная мышечная ткань отвечает за сердцебиение, то есть помогает крови передвигаться по нашему организму. Висцерная мышечная ткань, которая представлена во внутренних органах помогает передвигать пищу и продукты жизнедеятельности по пищеварительному тракту. Иначе эта деятельность называется перистальтика. Скелетная мышечная ткань отвечает за движение человека. Мышечная ткань приводит в движение суставы. Эти мышцы осуществляют изотонической движение и изометрическое.
Скелетные мышцы помогают поддерживать наше тело в вертикальном положении. За это свойство отвечает мышечный тонус. Если мышечный тонус отсутствует, то человек теряет устойчивость.
Еще одна важная функция мышц — это поддержание тепла в организме. Мышцы, находясь в активном состоянии, продуцируют тепло, которое с помощью крови переносится в другие части организма и помогает поддерживать терморегуляцию. Излишнее тепло, например, во время физической активности выводится через потоотделение. Мышцы непосредственно реагируют на повышение и понижение температуры. Если температура внешней среды высокая, то мышцы расслабляются, если низкая, то напрягаются.
Мышцы также имеют функцию формирования тела и фигуры. Мышцы определяют внешнюю форму тела. Человек может самостоятельно регулировать свой мышечный объем.
Защитная функция мышц очень важна. Органы брюшной полости защищены мышцами пресса. Кости и суставы тоже в свою очередь находятся под защитой мышц. Они защищают кости и суставы от ушибов, повреждений, переломов. Не все кости и суставы охраняют мышцы, например, коленные суставы не покрыты мышцами поэту чаще других страдают от повреждений.
Замечание 2
Мышечная ткань восстанавливается достаточно быстро, примерно 2 недели требуется для полной регенерации мышечной ткани, кости и суставы, которые они защищают восстанавливаются значительно медленнее.
38.4A: Структура и функции мышечной системы
Мышечная система контролирует множество функций, что возможно при значительной дифференциации морфологии и способности мышечной ткани.
Задачи обучения
- Опишите три типа мышечной ткани
Ключевые моменты
- Мышечная система отвечает за такие функции, как поддержание осанки, передвижения и управление различными системами кровообращения.
- Мышечная ткань может быть разделена функционально (произвольно или непроизвольно) и морфологически (поперечно-полосатая или не полосатая).
- Эти классификации описывают три различных типа мышц: скелетные, сердечные и гладкие. Скелетные мышцы являются произвольными и поперечнополосатыми, сердечная мышца — непроизвольными и поперечнополосатыми, а гладкие мышцы — непроизвольными и не поперечнополосатыми.
Ключевые термины
- миофибрилла : волокно, состоящее из нескольких миофиламентов, которое способствует созданию напряжения в миоците.
- миофиламент : филамент, состоящий из нескольких белков миозина или актина, которые скользят друг по другу для создания напряжения.
- миозин : моторный белок, который образует миофиламенты, которые взаимодействуют с актиновыми филаментами для создания напряжения.
- актин : белок, который образует миофиламенты, которые взаимодействуют с миозиновыми филаментами для создания напряжения.
- полосатый : полосатый вид определенных типов мышц, в которых миофибриллы выровнены для создания постоянного направленного напряжения.
- произвольное : движение мышцы под сознательным контролем (например, решение пошевелить предплечьем).
- непроизвольное : движение мышцы, не контролируемое сознанием (например, биение сердца).
- миоцит : мышечная клетка.
Опорно-двигательный аппарат
Мышечная система состоит из мышечной ткани и отвечает за такие функции, как поддержание осанки, передвижения и контроль различных систем кровообращения.Это включает сердцебиение и движение пищи по пищеварительной системе. Мышечная система тесно связана со скелетной системой в облегчении движения. Как произвольные, так и непроизвольные функции мышечной системы контролируются нервной системой.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Мышечная система : Скелетные мышцы мышечной системы тесно связаны со скелетной системой и действуют для поддержания позы и контроля произвольных движений.Мышца — это узкоспециализированная мягкая ткань, которая создает напряжение, которое приводит к возникновению силы.Мышечные клетки или миоциты содержат миофибриллы, состоящие из миофиламентов актина и миозина, которые скользят друг мимо друга, создавая напряжение, изменяющее форму миоцита. Многочисленные миоциты составляют мышечную ткань, и контролируемое производство напряжения в этих клетках может генерировать значительную силу.
Мышечную ткань можно функционально классифицировать как произвольную или непроизвольную, а морфологически — как поперечно-полосатую или не полосатую. Произвольный относится к тому, находится ли мышца под сознательным контролем, в то время как полосатость относится к наличию видимых полос внутри миоцитов, вызванных организацией миофибрилл для создания постоянного напряжения.
Типы мышц
Приведенные выше классификации описывают три формы мышечной ткани, которые выполняют широкий спектр разнообразных функций.
Скелетные мышцы
Скелетные мышцы в основном прикрепляются к скелетной системе через сухожилия, чтобы поддерживать осанку и контролировать движения. Например, сокращение двуглавой мышцы, прикрепленной к лопатке и лучевой кости, поднимет предплечье. Некоторые скелетные мышцы могут прикрепляться непосредственно к другим мышцам или к коже, как видно на примере
лица, где многочисленные мышцы контролируют выражение лица.
Скелетные мышцы находятся под произвольным контролем, хотя это может быть подсознательным при поддержании позы или равновесия. Морфологически скелетные миоциты имеют удлиненную, трубчатую форму и имеют поперечно-полосатую форму с множеством периферических ядер.
Ткань сердечной мышцы
Ткань сердечной мышцы находится только в сердце, где сердечные сокращения перекачивают кровь по всему телу и поддерживают кровяное давление.
Как и скелетная мышца, сердечная мышца поперечно-полосатая; однако он не контролируется сознательно и поэтому классифицируется как непроизвольный.Сердечная мышца может быть дополнительно дифференцирована от скелетной мышцы по наличию вставных дисков, которые контролируют синхронизированное сокращение сердечных тканей. Сердечные миоциты короче скелетных эквивалентов и содержат только одно или два ядра, расположенных в центре.
Гладкая мышечная ткань
Гладкая мышечная ткань связана с многочисленными органами и тканевыми системами, такими как пищеварительная система и дыхательная система. Он играет важную роль в регуляции потока в таких системах, например, помогает перемещению пищи через пищеварительную систему через перистальтику.
Гладкая мышца не имеет поперечно-полосатой и непроизвольной формы. Гладкомышечные миоциты имеют веретенообразную форму с одним центрально расположенным ядром.
Рисунок \ (\ PageIndex {1} \): Типы мышц : Тело содержит три типа мышечной ткани: скелетные мышцы, гладкие мышцы и сердечные мышцы, визуализированные здесь с помощью световой микроскопии. Видны полосы в скелетных и сердечных мышцах, что отличает их от более рандомизированного вида гладких мышц.6.6 Строение и функции мышц | Поддерживающие системы у животных
6.6 Структура и функции мышц (ESG8N)
Вы узнали о трех типах мышечной ткани (скелетной, гладкой и сердечной) в главе 4. В этой главе мы рассмотрим поперечно-полосатую мышцу или скелетную мышцу . Скелетная мышца — это произвольная мышца, что означает, что ею можно управлять с помощью воли. Это мышцы, которые вы используете для бега, прыжков, ходьбы и т. Д.
Как работают мышцы: модель скользящей нити
Видео: 2CT7
Основные единицы мышцы называются миофибриллами.Миофибриллы составляют мышечное волокно (мышечную клетку). В пучках находятся многочисленные мышечные волокна. Эти пучки окружены перимизием. Некоторые из них вместе составляют пучок. Многочисленные пучки окружены эпимизием. Эти структуры объединяются, образуя мышцу.
Рис. 6.29: Различные структурные компоненты произвольной мышцы.
Посмотрите видео об анатомии мышечной клетки:
Видео: 2CT8
Узнайте больше о миозине и актине:
Видео: 2CT9
Узнайте о роли саркоплазматического ретикулума в мышечной клетке:
Видео: 2CTB
Сокращение мышц
Каждая мышечная клетка (мышечное волокно) состоит из множества миофибрилл .Миофибриллы отвечают за сокращение мышц. Каждая миофибрилла состоит из единиц, называемых саркомерами . В каждой миофибрилле имеется множество саркомеров, соединенных концом к концу. Саркомеры состоят из тонких актиновых нитей и толстых миозиновых нитей.
Когда мышечные волокна сокращаются, эти нити скользят друг по другу. Нити актина укорачиваются, но длина миозиновых нитей не изменяется. Это приводит к укорачиванию саркомеров, что приводит к укорачиванию всей мышцы.Для сокращения мышечных волокон требуется энергия в виде АТФ. Энергия поступает в процессе клеточного дыхания.
АТФ означает аденозинтрифосфат. Это энергетический запас тела.
Рис. 6.30: Схема, показывающая саркомер, состоящий из толстой и тонкой нити, которые скользят друг мимо друга, обеспечивая сокращение мышц.
Гладкая мышца: строение, функция, расположение
Автор:
Ачудхан Карунахарамоорти
• Рецензент:
Димитриос Митилинайос MD, PhD
Последняя редакция: 28 октября 2021 г.
Время чтения: 5 минут.
Гладкая мышца — это тип ткани, обнаруженной в стенках полых органов , таких как кишечник, матка и желудок.Вы также можете найти гладкие мышцы в стенках проходов , включая артерии и вены сердечно-сосудистой системы. Этот тип непроизвольной поперечно-полосатой мышцы также встречается в трактах, мочевыделительной, респираторной и репродуктивной систем.
В дополнение к этому, вы можете найти гладкие мышцы в глазах , где они действуют, изменяя размер радужной оболочки и форму линзы. Кожа также содержит гладкую мускулатуру, которая позволяет волосам подниматься вверх в ответ на холод или страх.
В этой статье будет обсуждаться гистология гладкой мускулатуры.
Структура
Гладкая мышца , клетка имеет толщину 3-10 мкм и длину 20-200 мкм. Цитоплазма гомогенно эозинофильная и состоит в основном из миофиламентов. Ядро располагается в центре и при сокращении принимает сигарообразную форму. Клеточная мембрана образует небольшие мешкообразные инвагинации в цитоплазме (кавеолы), которые функционально эквивалентны Т-канальцам скелетной мускулатуры.Клетки гладких мышц прикреплены к окружающей соединительной ткани базальной пластинкой.
Гладкие мышцы волокна группируются в ветвящиеся пучки. В отличие от волокон скелетных мышц эти пучки не проходят строго параллельно и упорядоченно, а составляют сложную систему. Таким образом, клетки могут сокращаться намного сильнее, чем поперечнополосатая мускулатура. Актиновые нити натянуты между плотными телами в цитоплазме и прикрепляющимися бляшками на клеточной мембране.Миозиновые филаменты лежат между актиновыми филаментами. Кроме того, промежуточные филаменты , такие как десмин и виментин, поддерживают клеточную структуру.
Функция
Гладкая мускулатура — это , обнаруженные в (почти) всех системах органов, таких как полые органы (например, желудок, мочевой пузырь), в трубчатых структурах (например, сосуды, желчные протоки), в сфинктерах, в матке, в глазах и т. Д. он играет важную роль в протоках экзокринных желез.Он выполняет различные задачи , такие как герметизация отверстий (например, привратник, зев матки) или транспортировка химуса посредством волнообразных сокращений кишечной трубки. С одной стороны, клетки гладких мышц сокращаются медленнее, чем клетки скелетных мышц, с другой стороны, они сильнее, устойчивее и требуют меньше энергии.
Гладкая мышца (гистологический слайд трахеи)Миофибробласты представляют собой особый тип гладкомышечных клеток, которые дополнительно обладают свойствами фиброцитов.Они производят белки соединительной ткани, такие как коллаген и эластин, по этой причине их также называют фиксированными (или стационарными) клетками соединительной ткани. Миофибробласты обнаруживаются, среди прочего, в альвеолярных перегородках легких и рубцовой ткани.
Нужна помощь в определении мышечной ткани? Попробуйте наши викторины по тканям!
Иннервация
Иннервация гладкой мускулатуры чрезвычайно сложна. Он находится под влиянием висцеральной нервной системы и в то же время работает автономно.
Кроме того, это регулируется:
- нейротрансмиттеров : например норадреналин, ацетилхолин;
- гормоны : например эстроген, окситоцин;
- тканевые гормоны : например, простагландины, гистамин.
Местные изменения (например, растяжение) могут иметь стимулирующий или расслабляющий эффект. В отличие от скелетной мускулатуры, гладкая мускулатура на непроизвольно сокращена на .
Функционально различают однокомпонентный и многокомпонентный тип. Гладкомышечные клетки моноблочного типа электрически соединены щелевыми соединениями и сокращаются равномерно. Этот тип клеток находится в стенках внутренних органов и кровеносных сосудов (висцеральная гладкая мускулатура). Многоэлементные гладкие клетки независимы друг от друга и, следовательно, должны иннервироваться индивидуально, чтобы обеспечить более точный контроль над мышцами. Они обнаруживаются, среди прочего, в радужной оболочке глаза и мышцах, выпрямляющих волосы.
Проверьте свои знания и закрепите то, что вы узнали о гладкой мускулатуре, с помощью этой викторины:
Сводка
Гладкая мускулатура находится в стенках полых органов, проходах, трактах, глазу и коже.
Структура
Волокна группы гладких мышц в ветвящихся пучках, которые позволяют клеткам сокращаться намного сильнее, чем волокна поперечнополосатой мускулатуры.
Функции
Гладкая мышца выполняет различные функции в организме человека, в том числе:
- Уплотнительные отверстия;
- Транспортировать химус посредством волнообразных сокращений кишечной трубки;
- Миофибробласты производят белки соединительной ткани, такие как коллаген и эластин.
Иннервация
Гладкая мышца регулируется следующим образом:
- висцеральная нервная система;
- нейротрансмиттеров: например, норадреналин, ацетилхолин;
- гормонов: например, эстроген, окситоцин;
- тканевых гормонов: например, простагландины, гистамин.
Источники
Артикул:
- U. Welsch: Lehrbuch Histologie, 2.Auflage, Urban & Fischer Verlag / Elsevier (2006), S.152-157
- D. U. Silverthorn: Physiologie, 4.Auflage, Pearson Studium (2009), S.595-606
Гладкая мускулатура: хотите узнать о ней больше?
Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.
С чем вы предпочитаете учиться?
«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое». — Подробнее. Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер
© Если не указано иное, все содержимое, включая иллюстрации, является исключительной собственностью Kenhub GmbH и защищено немецкими и международными законами об авторских правах.Все права защищены.мышечной ткани | Анатомия и физиология
Цели обучения
- Определите три типа мышечной ткани
- Сравните и сопоставьте функции каждого типа мышечной ткани
- Объясните, как мышечная ткань может обеспечивать движение
Мышечная ткань обладает свойствами, позволяющими двигаться. Мышечные клетки возбудимы; они реагируют на раздражитель. Они сокращаются, то есть могут укорачиваться и создавать тянущее усилие.Когда они прикреплены между двумя подвижными объектами, другими словами, костями, сокращения мышц заставляют кости двигаться. Некоторые движения мышц являются произвольными, что означает, что они находятся под сознательным контролем. Например, человек решает открыть книгу и прочитать главу по анатомии. Другие движения являются непроизвольными, что означает, что они не находятся под контролем сознания, например сужение зрачка при ярком свете. Мышечная ткань подразделяется на три типа по структуре и функциям: скелетная, сердечная и гладкая (Таблица 4.2).
| Сравнение структуры и свойств типов мышечной ткани | |||
|---|---|---|---|
| Ткань | Гистология | Функция | Расположение |
| Скелетный | Длинное цилиндрическое волокно, бороздчатое, с множеством периферийных ядер | Произвольное движение, производит тепло, защищает органы | Крепится к костям и вокруг точек входа в тело (например,, рот, анус) |
| Сердечный | Короткое, разветвленное, исчерченное, одно центральное ядро | Контракты на перекачку крови | Сердце |
| Гладкая | Короткое, веретенообразное, без явной исчерченности, по одному ядру в каждом волокне | Непроизвольное движение, перемещение пищи, непроизвольный контроль дыхания, перемещение выделений, регулирование кровотока в артериях путем сокращения | Стены основных органов и проходов |
Скелетная мышца прикреплена к костям, и ее сокращение делает возможным передвижение, мимику, осанку и другие произвольные движения тела.Сорок процентов вашей массы тела составляют скелетные мышцы. Скелетные мышцы выделяют тепло как побочный продукт своего сокращения и, таким образом, участвуют в тепловом гомеостазе. Дрожь — это непроизвольное сокращение скелетных мышц в ответ на воспринимаемую температуру тела ниже нормальной. Мышечная клетка, или миоцит , развивается из миобластов, происходящих из мезодермы. Миоциты и их количество остаются относительно постоянными на протяжении всей жизни. Ткань скелетных мышц состоит из пучков, окруженных соединительной тканью.Под световым микроскопом мышечные клетки кажутся полосатыми с множеством ядер, сдавленных вдоль мембран. Строчка возникает из-за регулярного чередования сократительных белков актина и миозина, а также структурных белков, которые связывают сократительные белки с соединительными тканями. Клетки являются многоядерными в результате слияния множества миобластов, которые сливаются, образуя каждое длинное мышечное волокно.
Сердечная мышца образует сократительные стенки сердца.Клетки сердечной мышцы, известные как кардиомиоциты, также кажутся полосатыми под микроскопом. В отличие от волокон скелетных мышц кардиомиоциты представляют собой одиночные клетки, обычно с одним центрально расположенным ядром. Основной характеристикой кардиомиоцитов является то, что они сокращаются в соответствии со своими собственными ритмами без какой-либо внешней стимуляции. Кардиомиоциты прикрепляются друг к другу с помощью специализированных межклеточных соединений, называемых интеркалированными дисками. Вставные диски имеют как якорные, так и щелевые соединения.Присоединенные клетки образуют длинные разветвленные волокна сердечной мышцы, которые, по сути, представляют собой механический и электрохимический синцитий, позволяющий клеткам синхронизировать свои действия. Сердечная мышца качает кровь по телу и находится под непроизвольным контролем. Соединения прикрепления удерживают смежные клетки вместе при динамических изменениях давления сердечного цикла.
Гладкая мышца Сокращение тканей отвечает за непроизвольные движения внутренних органов.Он образует сократительный компонент пищеварительной, мочевыделительной и репродуктивной систем, а также дыхательных путей и артерий. Каждая клетка имеет веретеновидную форму с одним ядром и без видимых полос (рис. 4.15).
Рисунок 4.15. Мышечная ткань (a) Клетки скелетных мышц имеют выраженную полосатость и ядра по периферии. (б) Гладкомышечные клетки имеют одно ядро и не имеют видимых полос. (c) Клетки сердечной мышцы имеют поперечно-полосатую форму и одно ядро.Сверху, LM × 1600, LM × 1600, LM × 1600. (Микрофотографии предоставлены Медицинской школой Риджентс Мичиганского университета © 2012)Интерактивные ссылки
Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о мышечной ткани. Глядя в микроскоп, как можно отличить ткань скелетных мышц от гладких мышц?
Структура и функция мышечных клеток
Специализированная по форме и функциям каждая мышечная клетка оптимально выполняет свою требуемую функцию, хотя в каждой категории мышечные клетки различаются.Человеческое тело состоит из трех различных типов мышечных клеток: скелетных, гладких и сердечных. Люди классифицируют их как добровольные или непроизвольные, в зависимости от того, сознательно ли люди контролируют свои движения. Кроме того, по внешнему виду мышцы могут выглядеть гладкими или полосатыми, иметь полосатый вид.
TL; DR (слишком долго; не читал)
Тела содержат три типа мышечных клеток: скелетные, гладкие и сердечные. Каждый выполняет разные, но важные функции в жизни человека.
Мышцы различной длины
Клетки скелетных мышц образуют в теле удлиненные волокна. У них есть несколько ядер в каждой клетке. Это контрастирует с большинством других клеток человеческого тела. Они также содержат множество митохондрий, клеточных органелл, которые вырабатывают аденозинтрифосфат (АТФ), топливо для организма. Короткие, не поперечнополосатые и, следовательно, гладкомышечные клетки содержат только одно ядро. Клетки сердечной мышцы кажутся полосатыми, хотя они также менее организованы в полосы, чем клетки скелетных мышц.Эти клетки могут разветвляться, образуя физические связи со многими окружающими клетками.
Различные формы, разные функции
Согласно BMH Linguistics, клетки скелетных мышц составляют основную часть мышц человеческого тела. Эти мышечные волокна прикрепляются к костям, позволяя суставам двигаться. Кроме того, люди используют скелетные мышцы для поддержания осанки. Гладкомышечные клетки выстилают внутренние органы и кровеносные сосуды человека и отвечают за сокращение таких органов, как мочевой пузырь.Ученые говорят, что гладкие мышцы действуют непроизвольно. Клетки сердечной мышцы составляют сердце и отвечают за перекачку крови по телам многих видов. Сердечная мышца обычно считается непроизвольной.
Строительные блоки мышц
Некоторые ученые перечисляют более 20 различных типов белков, присутствующих в мышцах. Включение, исключение и количество каждого присутствующего белка изменяют функциональность клетки. Два основных белка, актин и миозин, присутствуют во всех трех классах клеток.Расположение этих двух белков встык обуславливает полосатый вид волокон скелетных и сердечных мышц. Гладкая мышца, напротив, содержит только половину количества миозина, обнаруженного в клетках поперечнополосатых мышц.
Мышцы в движении
Способность мышечной клетки сокращаться или укорачиваться позволяет двигаться. Все сокращения зависят от присутствия актина и миозина. Стимуляция пучков актина и миозина заставляет белки скользить навстречу друг другу, тем самым укорачивая волокна.Стимуляция может исходить от нервного сигнала или может быть результатом присутствия заряженных молекул или ионов, которые мозг посылает мышечной клетке.
Энергия для питания мышц
Эффективность мышечных клеток играет важную роль в минимизации как чрезмерного тепловыделения, так и ежедневных потребностей в пище. Мышечные клетки потребляют АТФ, энергетическую единицу тела. Чем выше скорость сокращения, тем больше АТФ требуется для ее поддержания. Клетки скелетных мышц выполняют задачи с более высокой скоростью сокращения, используя много АТФ, хотя периоды отдыха следуют за приступами движения.Сердечные мышцы сокращаются медленно, но с постоянной скоростью, поэтому для этого также требуется большое количество энергии. Гладкие мышцы обычно сокращаются очень медленно и считаются наиболее эффективными из трех типов мышечных клеток.
Структура и функция мышц — Human Kinetics
Это отрывок из книги Майкла Стоуна, Мэг Стоун и Уильяма Сэндса «Принципы и практика тренировки с отягощениями».
Основная функция мышцы — генерировать силу. Во-вторых, мышцы могут придавать организму некоторую форму. Анатомически и функционально мышцы можно разделить на два типа: гладкие и поперечно-полосатые. Поперечно-полосатую мышцу можно разделить на скелетную мышцу и сердечную (сердечную) мышцу. Независимо от типа, все мышцы обладают следующими основными свойствами (Gowitzke, Milner 1988):
• Проводимость: мышца обладает способностью проводить потенциал действия.
• Раздражительность: при стимуляции мышца будет реагировать.
• Сократимость: мышца может укорачиваться или вызывать напряжение между своими концами.
• Расслабление: мышца может вернуться в состояние покоя после сокращения.
• Растяжимость: мышца может быть растянута за счет силы за пределами самой мышцы. Мышца не травмируется до тех пор, пока она не растягивается за свои физиологические пределы.
• Эластичность: мышца будет сопротивляться растяжению и вернется в исходное положение после пассивного или активного растяжения.Эластичность — противоположность растяжимости.
Гладкую и поперечно-полосатую мышцу можно легко отличить друг от друга по разным признакам, включая внешний вид. Например, гладкая мышца является одноядерной и содержит саркомеры (функциональные единицы мышц), которые расположены под косым углом друг к другу; Под световым микроскопом гладкие мышцы кажутся относительно безликими в результате ориентации саркомеров. С другой стороны, поперечно-полосатая мышца содержит белковые массивы, называемые миофибриллами, которые параллельны друг другу и, таким образом, образуют полосы или полосы.Сердечную мышцу можно легко отличить от скелетной по внешнему виду и различиям в функциях, например, по внутренней способности сокращаться. (Мы не будем вдаваться в подробности о гладких и сердечных мышцах, потому что такое обсуждение интересно, но выходит за рамки этой книги.)
Скелетные мышцы бывают разных размеров и форм. Маленькие мышцы глаза могут содержать всего несколько сотен клеток, тогда как латеральная широкая мышца бедра может содержать сотни тысяч мышечных клеток.Форма мышцы зависит от ее общей архитектуры, которая, в свою очередь, помогает определить функцию мышцы. Некоторые мышцы, например, ягодичные, довольно толстые; некоторые, например портняжник, длинные и относительно тонкие; а у других, таких как разгибатели пальцев, очень длинные сухожилия. Эти различия в форме и архитектуре мышц позволяют скелетным мышцам эффективно функционировать при выполнении относительно широкого круга задач.
Например, более толстые мышцы с большой площадью поперечного сечения могут создавать большую силу; более длинные мышцы могут сокращаться на большее расстояние и развивать более высокую скорость сокращения; мышцы с длинными сухожилиями могут образовывать шкивы, допускающие большие внешние движения (например,g., хватая пальцами) с относительно небольшим движением мышц и сухожилий. Некоторые длинные тонкие мышцы, такие как портняжная мышца и двуглавая мышца бедра, разделены поперечными фиброзными полосами, которые образуют отдельные секции или компартменты (McComas 1996). Хотя раньше считалось, что волокна проходят по длине этих мышц, из-за наличия этих отсеков максимально возможное человеческое мышечное волокно составляет около 12 см (4,7 дюйма) в длину (McComas 1996). Отдельные отсеки могут иметь различное распределение типов волокон и разные площади поперечного сечения (English and Ledbetter 1982).Каждый отсек имеет отдельную иннервацию; однако отдельные двигательные нейроны часто иннервируют мышечные волокна в соседних отделах. Но функциональные результаты компартментализации до конца не изучены. Одним из возможных последствий компартментализации является то, что это может гарантировать, что сокращение происходит относительно синхронно и быстро вдоль живота мышцы. Однако также можно набирать отсеки по отдельности (англ. 1984).
Мышечные волокна можно разделить на два основных структурных образца: веретеновидный и перистый (также пишется пеннат).Большинство мышц человека имеют веретеновидную форму, с волокнами, расположенными в основном параллельными рядами вдоль продольной оси мышцы. Во многих более крупных мышцах волокна вставляются в сухожилие наискосок, и это расположение напоминает перо (т. Е. Перистую ногу). Волокна перистых мышц обычно короче, чем волокна веретеновидной мышцы. Расположение перистых мышечных волокон может быть одинарным или двойным, как в мышцах предплечья, или множественными, как в большой ягодичной мышце или дельтовидной мышце (рисунок 2.1).
Волокна перистой мышцы натягивают сухожилие под углом, и величина силы, действующей на сухожилие, может быть рассчитана с помощью косинуса угла прикрепления. В состоянии покоя угол перистальтики большинства мышц человека составляет около 10 ° или меньше и, по-видимому, не оказывает заметного влияния на большинство функциональных свойств, таких как выработка силы (Roy and Edgerton 1992; Wickiewicz et al. 1983, 1984). Однако во время мышечного сокращения угол перистальтики может изменяться и может изменять некоторые функциональные параметры, по крайней мере, в некоторых мышцах (Fukunaga et al.1997; Оттен 1988 г.). Возможно, что во время сокращения мышцы угол перистости увеличивается настолько, чтобы уменьшить скорость сокращения и увеличить производство силы. Также возможно, что гипертрофия, которая добавляет саркомеры параллельно и может изменять угол оперения, может изменять функциональные свойства (Binkhorst and van’t Hof 1973; Tihanyi, Apor, and Fekete 1982).
Pinnation дает преимущество в силе по сравнению с веретенообразными волокнами, потому что с перистальтикой в мышце заданного объема больше волокон; таким образом, эффективное поперечное сечение перистой мышцы больше.Пиннация также позволяет размещать больше саркомеров параллельно (за счет саркомеров, установленных последовательно), что приводит к увеличению производства силы (Ганс и Гонт, 1991; Рой и Эдгертон, 1992; Сакс и Рой, 1982). Кроме того, центральное сухожилие перемещается на большее расстояние по сравнению с укорачивающейся длиной мышечных волокон, позволяя волокнам работать в оптимальной части их кривых длины-натяжения (Gans and Gaunt 1991; McComas 1996).
Около 85% массы мышцы состоит из мышечных волокон; остальные 15% — это в основном соединительная ткань.Мышцы организованы и в значительной степени сформированы соединительной тканью, которая состоит из основного вещества, коллагена, а также ретикулярных и эластиновых волокон различных пропорций. В мышцах соединительная ткань в значительной степени отвечает за передачу сил, например, передачу сил от мышцы к кости через сухожилие. Эластичность и растяжимость соединительных тканей помогают гарантировать, что напряжение, развиваемое мышцами, будет плавно передано, и что мышца вернется к своей первоначальной форме после растяжения.Таким образом, соединительная ткань мышцы обеспечивает основу для концепции последовательных и параллельных эластичных компонентов внутри мышцы. Когда мышца пассивно растягивается или когда она активно сокращается, возникающее начальное напряжение в значительной степени обусловлено эластичными свойствами соединительной ткани. Во время сокращения мышца не может активно развивать силу или выполнять работу, преодолевая сопротивление, до тех пор, пока эластичные компоненты не будут растянуты, а напряжение и сопротивление (нагрузка) мышцы не будут в равновесии.
Существует три уровня организации мышечной ткани: эпимизий, эндомизий и перимизий. Эти три уровня являются следствием различных размеров и ориентации волокон соединительной ткани, особенно коллагена (рис. 2.2). Наружная поверхность мышцы покрыта относительно толстой и очень прочной соединительной тканью, эпимизием, которая отделяет ее от окружающих мышц. Артерии и вены проходят через эндомизий. Коллагеновые волокна эпимизия сплетены в очень плотные пучки, которые имеют волнистый вид.Эти коллагеновые пучки связаны с перимизием. Перимизий делит мышцу на пучки, обычно содержащие от 100 до 150 мышечных волокон, которые образуют пучок или пучок. Однако мышцы, которые выполняют небольшие или очень тонкие движения, имеют более мелкие пучки, содержащие относительно небольшое количество волокон и большую долю соединительной ткани (Gowitzke and Milner 1988). Мышечные волокна принимают многоугольную форму поперечного сечения, что позволяет большему количеству волокон вписываться в пучок (McComas 1996).Обычно промежутки между волокнами составляют около 1 мкм. Перимизий также образует соединительнотканные туннели, внутримышечные перегородки, которые проходят через мышечный живот и обеспечивают проход для более крупных артериол, венул и нервов. Перимизий содержит множество крупных коллагеновых пучков, которые окружают внешнюю поверхность мышечных волокон, лежащих снаружи пучка. Некоторые пучки коллагена охватывают пучки крестообразно, добавляя стабильности структуре пучка.Под более толстыми перимизиальными листами соединительной ткани находится гораздо более рыхлая сеть коллагеновых волокон, которые проходят в разных направлениях и соединяются с эндомизием. Эндомизий, состоящий из коллагеновых волокон диаметром от 60 до 120 нм, окружает каждое мышечное волокно, снова добавляя большей стабильности. Капилляры проходят между отдельными мышечными волокнами, лежат внутри и стабилизируются эндомизием. Многие из эндомизиальных волокон соединяются с перимизием и, вероятно, соединяются с базальной мембраной, которая лежит за пределами сарколеммы мышечных клеток (McComas 1996).
Узнайте больше о Принципах и практике тренировки с отягощениями .
Beggs | Биология мышц 101
Как и остальные белки в организме, инструкции по производству саркомерных белков кодируются разными генами в ДНК . На самом деле ДНК представляет собой длинную цепочку, образованную четырьмя химическими веществами, а именно аденином, гуанином, цитозином и тимином (A, G, C и T).Порядок, в котором обнаруживаются эти химические вещества, определяет генетический код или последовательность. Изменение этого порядка (т.е. мутация) приводит к изменению кодируемого белка.
Белки играют в организме множество ролей. Например, они, среди прочего, дают сигналы для развития, определяют цвет глаз и помогают в переваривании пищи.
Белки играют в организме множество ролей. Например, они, среди прочего, дают сигналы для развития, определяют цвет глаз и помогают в переваривании пищи.Белки необходимы для функционирования организма, поэтому определенные изменения белков могут вызвать заболевание. В частности, изменения в любом из саркомерных мышечных белков могут потенциально вызвать мышечное заболевание. Например, известно, что изменения в актине вызывают немалиновую миопатию , заболевание скелетных мышц, которое среди прочего вызывает низкий мышечный тонус, мышечную слабость и затруднения дыхания. Изменения белков вызваны изменениями генов ( мутации, ).
Здесь стоит упомянуть, что не все генетические изменения влияют на наше здоровье.Хотя подавляющее большинство ДНК у разных людей очень похожи, некоторые части ДНК могут отличаться. Все люди разные. У людей разный цвет кожи, волос и глаз. Причина этих различий в том, что ДНК у всех разная. В большинстве случаев изменения ДНК, приводящие к изменению цвета кожи или глаз, не влияют на наше здоровье. Кроме того, многие изменения ДНК «молчаливы» и не оказывают никакого известного влияния на наше развитие.
«Тихие» изменения ДНК не вызывают болезней или различий между людьми.Когда у человека обнаруживается новая мутация, важно подтвердить, является ли изменение ДНК причиной болезни или нет. В лаборатории Беггса мы делаем это, сравнивая образцы от затронутых и здоровых членов семьи, а также с образцами от членов общей популяции. Если мутация присутствует как у пораженных, так и у здоровых членов семьи, то мы, вероятно, сделаем вывод, что эта мутация не вызывает заболевания.
Генетическое изменение, которое мешает чьему-либо здоровью, должно быть достаточно значительным, чтобы функция белка, кодируемого геном, изменилась.Результат изменения конкретного гена также зависит от того, насколько важен для организма белок, производимый этим геном. Определенные мутации в генах, кодирующих актин, небулин, тропонин и тропомиозин, вызывают немалиновую миопатию , заболевание, связанное с мышечной слабостью и респираторными проблемами. Точно так же мутации в гене миотубулярина 1 вызывают Х-сцепленную миотубулярную миопатию , тяжелое состояние, связанное с мышечной слабостью, проблемами со скелетом и утомляемостью.Конкретная генетическая причина (-ы) множественной болезни, врожденной диспропорции типа волокон (CFTD), а также некоторых неспецифических миопатий являются предметом текущих исследований.
Идентификация мутаций может привести к лучшему пониманию базовой биологии мышц, позволит разработать улучшенные диагностические тесты и, мы надеемся, приведет к пониманию методов лечения. Вот почему лаборатория Беггса активно занимается поиском генетических изменений, вызывающих врожденную миопатию.
