Схема строения мышцы: Скелетные мышцы — урок. Биология, 8 класс.

Конспект урока. Строение и работа скелетных мышц

Цель урока: создать условия для понимания учащимися особенностей строения скелетной мускулатуры, через ознакомление с теоретической информацией, ее анализом и последующим преломлением информации при выполнении заданий как теоретического, так и практического характера.

Самостоятельная работа. Проводиться может как в индивидуальном, так и в групповом режиме.

Информация для учащихся.

Информационная карта.

Уважаемые учащиеся! Прочитав информацию о строении и работе мышц в учебнике или выданном тексте, выполните задания.

1. Запишите в тетради схему строения скелетной мышцы (вместо точек вставить части, образующие мышцу): Мышца =… + … + … + … + …

2. Выполните в тетради рисунок – схему строения скелетной мышцы и подпишите все ее составные части, основываясь на задании 1 и рисунке №1.

3. Перепишите в тетрадь классификацию мышц и заполните две оставшиеся графы таблицы (при заполнении используйте рисунки №2-6 и проверяйте функцию – действие мышц на своем теле).

Подразделение	Вид	Место расположения в теле	Название мышцы (пример)
По форме	1. Веретёнообразная
	2. Квадратная
	3.Треугольная
	4. Лентовидная
	5. Круговая
По количеству головок	1. Двуглавая
	2. Трехглавая
	3. Четырехглавая
По функции	1. Сгибатель
	2. Разгибатель
	3. Вращатель А) к наружи – пронатор Б) к нутри – супинатор	А) на руке, на предплечье Б) на руке, на плече	А) квадратный пронатор Б) супинатор
	4. Подниматель
	5. Сжиматель – сфинктер
	6. Отводящая
	7. Приводящая

4. Запишите в тетради, очень кратко, тремя пунктами, как осуществляется механизм сокращения скелетной мышцы, проанализировав и систематизировав информацию из прочитанного текста. (Почему скелетная мышца сокращается? Что обеспечивает ее сокращение?)

5. Запишите четырьмя пунктами, в чем выражается работа сгибателей и разгибателей, проанализировав и систематизировав информацию из прочитанного текста (как они работают в обычных и особых случаях)?

6. Запишите по пунктам, что собой представляет работа мышц, проанализировав и систематизировав прочитанную информацию.

7. Выполните исследование по изучению статической и динамической работы скелетных мышц.

1. Возьмите в руку груз (например, свой портфель) и удерживайте его на вытянутой руке с одновременной фиксацией времени удержания груза с помощью секундомера (пусть время засекает ваш товарищ).
2. Через некоторое время (5 минут) возьмите груз снова в руку и начните его поднимать и опускать и точно также фиксируйте время упражнения.
3. Сравните свои ощущения при выполнении двух видов работы и время их выполнения. На основе этого сравнения сделайте вывод об особенностях выполнения статической и динамической работ скелетными мышцами и запишите его.

Строение и работа скелетных мышц.

Скелетные мышцы образованы поперечнополосатой мышечной тканью, мышечные волокна которой собраны в пучки. Внутри волокон проходят белковые нити, благодаря которым мышцы способны укорачиваться – сокращаться. К каждой мышце подходят кровеносные сосуды и нервы. Мышцы снаружи, а также каждый мышечный пучок покрыты соединительнотканной оболочкой и прикрепляются к кости при помощи сухожилий. Один конец мышцы, головка, прикрепляется к одной кости, второй, хвост, через сустав или суставы – к другой кости так, что при ее сокращении кости приходят в движение.

К скелетным мышцам подходят нервы, содержащие чувствительные и двигательные нейроны.

По чувствительным нейронам передаются импульсы от рецепторов кожи, мышц, сухожилий, суставов в центральную нервную систему, где обрабатываются и при необходимости передается сигнал о сокращении конкретной мышцы. По двигательным нейронам проводятся импульсы (о необходимости сокращения) от спинного мозга к мышце, в результате чего мышца сокращается. Таким образом, сокращение мышц в организме совершается рефлекторно. В то же время на двигательные нейроны спинного мозга оказывают влияние импульсы из головного мозга (о желании человека выполнить то или иное движение), в частности из коры больших полушарий. Это делает движение произвольными. Основное свойство мышечной ткани – сократимость. На этом свойстве основана работа мышц. В возбужденном состоянии мышца укорачивается и утолщается – сокращается, затем расслабляется и принимает прежние размеры. Сокращаясь, мышцы приводят в движение части тела, обуславливают перемещение организма или поддержание определенной позы.

Движение тела происходит благодаря сокращению мышц. Когда мышцы сокращаются, они совершают работу. При сокращении мышц кости сближаются или отдаляются, передвигая тело или его части, поднимают или удерживают груз. Мышцы, которые обеспечивают движение, делятся на сгибатели и разгибатели, приводящие и отводящие, вращающие кость по часовой стрелке и против нее.

Одна и та же мышца не может сгибать и разгибать кости в суставе, а движение костей и вместе с ними частей туловища производят как минимум две мышцы (на самом деле их значительно больше). Не всегда мышцы располагаются там, где прикладывается их сила.

Амплитуда – размах движений зависит от длины мышечных волокон, а сила – от площади поперечного сечения мышечного пучка. Чтобы согнуть кисть в кулак, мышцы должны обладать достаточной длиной. Вот почему мышцы, сгибающие и разгибающие пальцы, находятся на предплечье, мышцы, опускающие и поднимающие плечо, – на туловище и т.

д. (Вы можете выполнить эти действия, и убедиться где находятся мышцы, выполняющие эти функции.) Мышцы противоположного действия называются антагонистами, а мышцы, действующие в одном направлении, синергистами. Они работают согласованно.

Сгибание в суставе осуществляется при сокращении мышц-сгибателей и одновременном расслаблении мышц-разгибателей.

Согласованная деятельность мышц-сгибателей и мышц-разгибателей возможна благодаря чередованию процессов возбуждения и торможения в спинном мозге (соматический отдел нервной системы). Например, сокращение мышц – сгибателей руки вызвано возбуждением двигательных нейронов спинного мозга. Одновременно расслабляются мышцы-разгибатели. Это связано с торможением двигательных нейронов.

Мышцы – сгибатели и разгибатели сустава могут одновременно находиться в расслабленном состоянии. Так, мышцы свободно висящей вдоль тела руки находятся в состоянии расслабления. При удержании гири или гантели в горизонтально вытянутой руке наблюдается одновременное сокращение мышц-сгибателей и разгибателей сустава.

Сокращаясь, мышца действует на кость как на рычаг и производит механическую работу. Любое мышечное сокращение связано с расходом энергии. Источниками этой энергии служат распад и окисление органических веществ (углеводов, жиров, нуклеиновых кислот). Органические вещества в мышечных волокнах подвергаются химическими превращениями, в которых участвует кислород. В результате образуются продукты расщепления, главным образом углекислый газ и вода, и освобождается энергия.

Протекающая через мышцы кровь постоянно снабжает их питательными веществами и кислородом и уносит из них углекислый газ и другие продукты распада.

Длительная, непрерывная, однообразная работа, как Вам хорошо известно, вызывает утомление мышц, то есть становится сложно выполнять физическую работу. После отдыха утомление проходит, мышцы вновь способны сокращаться и производить работу. Во время отдыха кровь выносит вредные вещества из клеток.

Работоспособность и производительность труда человека зависят от его умения организовывать свое рабочее время. Оптимальные ритм работы и нагрузка обусловлены возрастом человека, его физической и профессиональной подготовленностью.

Работа, связанная с перемещением тела или груза в пространстве, называется динамической, а работа, связанная с удержанием определенной позы или груза, – статической.

При статической работе в действие вовлекаются все мышцы, которые обычно работают как антагонисты, а при динамической они работают по очереди: сначала одни, потом другие. Кроме того, при статической работе часто бывает затруднено кровоснабжение мышц, потому что некоторые сосуды оказываются сжатыми. При динамической работе этого не происходит. Более того, движение мышц ускоряет отток от них крови, насыщенной углекислым газом и другими продуктами распада.

Утомление мышц и влияние на их работоспособность ритма сокращений и величины нагрузки изучал русский физиолог И. М.Сеченов. Он выяснил, что при выполнении физической работы очень важно подобрать средние величины ритма и нагрузки. При этом производительность будет высокой, а утомление наступает позже.

Распространено мнение, что лучший способ восстановления работоспособности – это полный покой. И.М.Сеченов доказал ошибочность такого представления. Он сравнил, как восстанавливается работоспособность в условиях полного пассивного отдыха и при смене одного вида деятельности другим, то есть в условиях активного отдыха. Оказалось, что утомление проходит скорее и работоспособность восстанавливается раньше при активном отдыхе.

Рисунок строения скелетной мышцы

Работа мышц руки при удержании груза

Работа мышц при сгибании и разгибании

Мышцы, формирующие туловище человека

Ответы.

Задание №1.

Мышца = пучки поперечнополосатых волокон + кровеносные сосуды + нервы + соединительнотканная оболочка + сухожилие.

Задание №3.

Подразделение	Вид	Место расположения в теле	Название мышцы (пример)
По форме	1. Веретёнообразная	на передней стороне ноги	портняжная
	2. Квадратная	на груди	большая грудная
	3. Треугольная	на голове	височная
	4. Лентовидная	на голове и шеи	грудино-ключично-сосцевидная
	5. Круговая	на голове	круговые глаз и рта
По количеству головок	1. Двуглавая	на руке, на плече	двуглавая плеча
	2. Трехглавая	на руке, на плече	трехглавая плеча
	3. Четырехглавая	на ноге, на бедре	четырехглавая бедра
По функции	1. Сгибатель	на руке, на плече	двуглавая плеча
	2. Разгибатель	на руке, на плече	трехглавая плеча
	3. Вращатель	А) на руке, на предплечье Б) на руке, на плече	А) квадратный пронатор Б) супинатор
	4. Подниматель	на груди	поднимающие ребра, межреберные
	5. Сжиматель – сфинктер	на голове	круговая рта
	6. Отводящая	на руке, на плече	дельтовидная
	7. Приводящая	на груди	большая грудная

Задание №4.

Механизм сокращения скелетной мышцы.

1. К мышце по нервам подходит нервный импульс.
2. Под действием нервного импульса мышечное волокно сокращается.
3. Механизм сокращения мышцы, таким образом, осуществляется рефлекторно.

Задание №5.

Характеристика работы сгибателей и разгибателей.

1. Сгибатели и разгибатели осуществляют противоположное действие.
2. Сгибание происходит благодаря сокращению мышц сгибателей и расслаблению мыши разгибателей, а разгибание наоборот сокращены разгибатели и расслаблены сгибатели.
3. Сгибание и разгибание конечностей осуществляется согласовано, благодаря чередовании) процессов возбуждения и торможения в спинном, мозге.
4. Одновременно могут быть: сокращены сгибатели и разгибатели – удержание гантели в горизонтально вытянутой руке: расслаблены сгибатели и разгибатели висящая вдоль тела свободно рука.

Задание №6.

Работа мышц.

1. Мышца действует на кость как на рычаг.
2. При работе мышц расходуется энергия, выделяющаяся при распаде и окислении органических веществ.
3. Кровь обеспечивает постоянное снабжение мыши питательными веществами.

Задание №7.

Вывод. Выполняя задания по удержанию груза в вытянутой руке и по поднятию и опусканию груза, я выяснил, что поднимать и опускать груз легче, чем удерживать его в вытянутой руке. Таким образом, динамическая работа выполняется легче, поскольку .мышцы включаются попеременно, то двуглавая, то трехглавая (поскольку они антагонисты) мышцы.

Строение и работа скелетных мышц.

Работа мышц руки при удержании груза

Строение скелетной мышцы

Работа мышц при сгибании и разгибании в локте

Мышцы, формирующие туловище человека

Строение мышц плеча

Мышцы головы

Использованная литература:

1. Драгомилов А. Г., Маш Р.Д. Биология: Человек: Учебник для учащихся 8 класса общеобразовательных учреждений. 2-е изд., переработ. М.: Вентана-Граф, 2005. С.272 (использованные с.51-57).
2. Сапин М.Р., Билич Г.Л. Анатомия человека: Учеб. для студ. спец. вузов. М.: Высшая школа, 1989. С.544 (использованные с.128-135, 152-157, 166-184).
3. Цузмер А.М., Петришина О.Л. Биология: человек и его здоровье: Учеб. для 9 кл. сред. шк. / Под ред. В.Н.Загорской и др. 19-е изд. М.: Просвещение, 1990. С.240 (использованные с.58-65).

Цитирование произведено из списка литературы.

Архитектура скелетных мышц

В первой лекции по дисципли не «Биомеханика мышц» для студентов НГУ им. П.Ф.Лесгафта рассмотрена архитектура скелетных мышц.  Архитектура  скелетных мышц раскрывает состав и строение мышечного волокна, миофибриллы, саркомера, толстого и тонкого филаментов. В лекции описана теория скользящих нитей, описывающая процесс сокращения саркомера, а также свойства и особенности мышечных волокон различных типов.

Лекция 1

Архитектура скелетных мышц человека

1.1. Классификация мышц

Существуют различные классификации скелетных мышц: по форме и размерам, по направлению волокон, по функции, по отношению к суставам.

Классификация по направлению мышечных волокон

Для конечностей наиболее типичны веретенообразные и перистые мышцы. Если волокна проходят параллельно продольной оси мышцы, она называется веретенообразной. Если мышечные волокна располагаются под углом к продольной оси мышцы, она называется перистой.

Из-за существования мышц с различным ходом мышечных волокон в анатомии, физиологии и биомеханике мышц утвердились понятия анатомического и физиологического поперечников.

Если произвести разрез мышцы в плоскости, перпендикулярной линии, соединяющей ее начало и конец (длиннику мышцы), и измерить площадь полученной фигуры (площадь поперечного сечения мышцы), то получим значение анатомического поперечника.

Если произвести разрез мышцы в плоскости, перепендикулярной ходу мышечных волокон, и измерить площадь полученных фигур, то сумма площадей будет характеризовать значение физиологического поперечника мышцы.

Анатомический поперечник у веретенообразной мышцы совпадает с ее физиологическим поперечником, в то время как у мышцы перистой физиологический поперечник больше анатомического.

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах:

• Гипертрофия скелетных мышц человека
• Биомеханика опорно-двигательного аппарата человека

Классификация по количеству головок

Некоторые мышцы имеют несколько головок. Такие мышцы называют соответственно числу головок двуглавыми, трехглавыми и т.д.

Классификация мышц по их отношению к суставам

Мышцы делят на группы по их отношению к суставам. Односуставные мышцы оказывают действие на один сустав. Если мышца перекидывается через два или более суставов, она называется двусуставной или многосуставной.

Возле двуосного сустава мышцы группируются соответственно двум его осям движения (сгибание — разгибание, приведение — отведение). К шаровидному суставу, имеющему три оси движения, мышцы прилежат с нескольких сторон и действуют на него в разных направлениях. Так, например, у плечевого сустава имеются мышцы-сгибатели и разгибатели, осуществляющие движения вокруг фронтальной оси, отводящие и приводящие мышцы — вокруг сагиттальной оси и мышцы-вращатели – вокруг продольной оси.

Классификация мышц по их функции

В зависимости от функции различают мышцы-синергисты и мышцы-антагонисты. Как правило, на каждый сустав в одном направлении действует две или более мышц. Такие содружественные по направлению действия мышцы называют синергистами. Мышцы, действующие на сустав в противоположном направлении (сгибатели и разгибатели), являются антагонистами.

Классификация мышц по особенностям прикрепления и выполняемой функции

П.Ф. Лесгафтом (1905) предложена классификация мышц в зависимости от их морфометрических характеристик П.Ф. Лесгафт различал мышцы сильные и мышцы ловкие. Он писал: « …мышцы по преимуществу сильные начинаются и прикрепляются к большим поверхностям, удаляясь по мере увеличения поверхности прикрепления от опоры рычага, на которой он действует; физиологический поперечник таких мышц относительно мал, несмотря на что они могут проявить большую силу при небольшом напряжении, почему и не так легко утомляются. Они действуют преимущественно всею своею массою и не могут производить мелких оттенков при движении; силу свою они проявляют с относительно малою скоростью и состоят чаще всего из коротких мышечных волокон. Мышцы второго типа, отличающиеся ловкостью в своих действиях, начинаются и прикрепляются на небольших поверхностях, близко к опоре рычага, на который действуют; физиологический поперечник их относительно велик, они действуют с большим напряжением, скорее утомляются, состоят чаще всего из длинных волокон и могут действовать отдельными своими частями, производя различные оттенки движений. Это будут мышцы, допускающие главным образом ловкие и быстрые движения».

1.2. Макроструктура мышцы

Основными структурными элементами скелетной мышцы являются мышечные волокна и соединительнотканные элементы, выполняющие в мышце вспомогательные функции.

Мышечные волокна, объединенные в пучки, формируют брюшко мышцы, переходящее в сухожилие. Окончания мышечных волокон «специализируются» в передаче силы сухожилию. Мышечные волокна по мере приближения к сухожилию значительно сужаются, и диаметр их уменьшается почти на 90%. Сужение волокон придает брюшку мышцы его типичную веретенообразную форму. На конце каждого волокна имеются складки. Они обеспечивают распределение сократительной силы на большей площади, тем самым, снижая нагрузку на поверхность волокна. Кроме того, передача силы под углом обусловливает сдвигающую нагрузку на соседние структуры.

Сухожилия состоят из плотной волокнистой соединительной ткани, богатой коллагеновыми волокнами, формируются как продолжение внутримышечных соединительнотканных элементов и вплетаются в надкостницу. Сухожилие снаружи покрыто футляром из плотной волокнистой соединительной ткани. В соединительнотканных прослойках проходят кровеносные сосуды и нервы. Сухожилие мало растяжимо, обладает значительной прочностью и выдерживает огромные нагрузки. Более подробно о механических свойствах сухожилия будет рассказано в третьей лекции.

Скелетные мышцы имеют определенные особенности прикрепления к костям. Проксимальный отдел мышцы начинается от одной кости – это начало мышцы. Дистальный конец – сухожилие – прикрепляется к другой кости – это прикрепление мышцы. При сокращении мышцы один ее конец остается неподвижным (фиксированная точка), другой изменяет свое положение (подвижная точка). Иногда фиксированная и подвижная точки меняются местами.

Соединительно-тканные оболочки. Поперечный разрез брюшка мышцы свидетельствует о его сложной структуре. Снаружи мышца окружена плотной соединительной тканью — эпимизием. Эпимизий состоит из пучков коллагеновых волокон. Разрезав эпимизий можно увидеть пучки мышечных волокон как бы «завернутых» в оболочку соединительной ткани. Эта соединительнотканная оболочка называется перимизий. Перимизий также достаточно плотный и относительно толстый. Разрезав перимизий, можно увидеть отдельные мышечные волокна, окруженные рыхлой соединительною тканью. Эта оболочка называется эндомизий (рис.1.1).

Рис. 1.1. Соединительнотканные структуры мышцы (В. С. Гурфинкель, Ю.С. Левик, 1985): 1 – перимизий; 2 –эндомизий, 3 – эпимизий

 

Фасции представляют собой соединительнотканные футляры для мышц. Они отделяют мышцы друг от друга, создают опору для мышцы при ее сокращении, служат местом начала для некоторых мышц.

Строение фасций зависит от функций мышц, давления, которое мышцы оказывают на фасции при своем сокращении. В тех местах, где мышцы много работают, фасции хорошо развиты, плотные, подкреплены сухожильными волокнами и по внешнему виду напоминают тонкое, широкое сухожилие (широкая фасция бедра, фасция голени).

Функции соединительной ткани

1. В процессе развития соединительная ткань выполняет функцию каркаса (мягкого скелета мышцы), на котором фиксируются мышечные волокна. После завершения развития мышц соединительная ткань продолжает удерживать их вместе и во многом определяет структуру мышечного брюшка.

2. В перимизии располагаются каналы для кровеносных сосудов и нервов, обслуживающих мышечные волокна.

3. Соединительная ткань противостоит пассивному растяжению мышцы и обеспечивает такое распределение сил, при котором вероятность повреждения мышечных волокон сводится к минимуму. Кроме того, свойство эластичности, обусловленное эластиновыми фибриллами и коллагеновыми пучками, позволяет брюшку восстановить свою форму после устранения действия пассивных сил.

4. Посредством эндомизия часть силы, развиваемой мышечным волокном передается сухожилию.

1.3. Микроструктура мышцы

Рассмотрим подробно строение основного структурного элемента мышцы – мышечного волокна.

Поперечнополосатая (скелетная) мышца образована расположенными параллельно друг другу мышечными волокнами длиной от 4 см и более и толщиной до 0,1 мм. Каждое волокно имеет цилиндрическую форму, покрыто двумя оболочками: базальной мембраной и сарколеммой. Между оболочками мышечного волокна находятся клетки-сателлиты. Внутри волокно заполнено гелеобразным содержимым — саркоплазмой. В саркоплазме находятся: миофибриллы, ядра, митохондрии, рибосомы, лизосомы и др. Каждая миофибрилла как муфтой окружена саркоплазматическим ретикулумом. В нем находятся ионы Са²⁺. В сарколазме также содержится белок миоглобин, который, подобно гемоглобину, может связывать 0₂. В зависимости от количества миоглобина в мышечных волокнах различают так называемые красные и белые мышечные волокна.

Миофибриллы являются основными сократительными элементами мышцы. Их внешний вид можно сравнить со стеблем бамбука. Длинные участки — это саркомеры, а промежутки между ними — Z-диски, рис.1.2.

Рис. 1.2. Схема строения миофибриллы

1.4. Строение саркомера

Участок миофибриллы между двумя Z-дисками называется саркомером. В обе стороны от Z-диска отходят тонкие филаменты, а в середине саркомера находятся толстые нити. В определенных участках саркомера толстые и тонкие нити перекрываются. Этому участку соответствует темный диск, в то время, как в районе светлого диска находятся только актиновые нити. Средняя часть диска темного диска более светлая; она называется Н зоной, и, в свою очередь, подразделяется надвое линией М, которая делит миозиновые нити на две равные части. Поперечный разрез миофибриллы свидетельствует о том, что в соте вокруг одного толстого филамента размещаются шесть тонких филаментов. Однако в саркомере таких сот много. Расчеты показывают, что в одном саркомере  диаметром 1 мкм содержится 1261 толстый филамент и 5292 тонких филаментов. При увеличении площади саркомера отношение количества тонких филаментов к количеству толстых уменьшается с 12 (12 тонких филаментов на один толстый) до 4,19 (5292 тонких на 1261 толстый), если диаметр саркомера достигает 1 мкм.

Строение толстого филамента

Основным структурным элементом толстого филамента является белок миозин. Молекула миозина состоит из двух частей: длинного палочкообразного участка («хвоста») и присоединенного к одному из его концов глобулярного участка, который представлен двумя одинаковыми «головками». Молекулы миозина расположены в толстом филаменте таким образом, что головки регулярно распределяются по всей ее длине, кроме небольшого срединного участка, где их нет («голая» зона), рис. 1.3.

Рис. 1.3. Строение толстого филамента (В.Л. Быков, 1998)

 

Строение тонкого филамента

Каждый тонкий филамент образован двумя спиральными нитями из молекул актина, закрученными один вокруг другого и двух вспомогательных белков тропомиозина и тропонина. Оба вспомогательных белка (тропомиозин и тропонин) подавляют взаимодействие актина с миозином в отсутствии ионов кальция, рис.1.4.

Рис. 1.4. Тонкий филамент, состоящий из молекул актина, тропомиозина и тропонина (Дж.Х. Уилмор, Д.Л. Костилл, 1997)

 

1.5. Теория скользящих нитей

Способ сокращения волокон скелетной мышцы был определен в результате двух различных исследований, проведенных в начале 1950-х годов при участии ученых Эндрю и Хью Хаксли. В то время, когда Хью Хаксли проводил свои исследования при помощи электронного микроскопа, Эндрю Хаксли использовал интерференционный микроскоп для изучения характеристик мышечных волокон лягушки во время сокращения и расслабления. Он обнаружил, что во время сокращения светлый диск становился короче, тогда как длина темного диска не изменялась; в то же время бледная Н-зона в темном диске сужалась и могла вообще исчезнуть. Оба ученых независимо друг от друга выдвинули предположение, что полученные ими результаты можно объяснить скользящим движением филаментов актина и миозина относительно друг друга. Теория скольжения филаментов сегодня является общепризнанной. Кратко ее сущность состоит в следующем.

Установлено, что во время сокращения (укорочения) саркомера длина тонкого и толстого филаментов не меняется. При этом неизменной особенностью сокращения является центральное положение толстого филамента в саркомере, посередине между Z-дисками. При поступлении по аксону мотонейрона нервного импульса нервные окончания выделяют нейромедиатор – ацетилхолин, который «привязывается» к рецепторам сарколеммы. При достаточном его количестве электрический заряд передается по всей длине мышечного волокна. Этот процесс называется развитием потенциала действия. Кроме деполяризации мембраны мышечного волокна, электрический импульс проходит через сеть трубочек волокна (Т-трубочки и саркоплазматический ретикулум) во внутреннюю часть клетки. Поступление электрического импульса приводит к выделению значительного количества ионов Са²⁺ в саркоплазму. Следует заметить, что концентрация ионов Са²⁺ в саркоплазматическом ретикулуме выше, чем в саркоплазме. После этого ионы Са²⁺ связываются с тропонином, который начинает процесс сокращения, «поднимая» молекулы тропомиозина с активных участков актиновых филаментов.

Миозин в покое неактивен, так как на его головке находится отрицательно заряженный комплекс Mg, ATФ, не позволяющий белку проявлять АТФ-азные свойства. После поступления ионов Са²⁺ происходит нейтрализация заряда на головке, что приводит миозин в возбужденное состояние. После этого миозиновые головки начинают прикрепляться к активным участкам тонкого филамента.

Когда миозиновая головка толстого филамента прикрепляется к тонкому филаменту, между толстым и тонким филаментами образуется поперечный мостик. При взаимодействии с актином каждая миозиновая молекула ежесекундно гидролизует до 10 молекул АТФ. За счет энергии, высвобождающейся при расщеплении АТФ, миозиновая головка поворачивается, что приводит к скольжению толстого и тонкого филаментов относительно друг друга. В конце гребка (поворота) к миозиновой головке присоединяется новая молекула АТФ, что приводит к отделению головки от актина и присоединению к новому активному участку тонкого филамента до тех пор, пока миозиновые головки не достигнут Z-диска. Так как при сокращении саркомера расстояние между Z-дисками уменьшается, происходит уменьшение его длины. Одновременное сокращение всех саркомеров приводит к уменьшению длины миофибриллы и мышечного волокна. Ввиду того, что саркомер представляет собой не плоскую, а объемную структуру, при его сокращении происходит не только уменьшение его длины, но и увеличение его поперечного сечения (когда тонкие нити втягиваются в толстые), поперечного сечения мышечных волокон и всей мышцы. рис.1.5.

Рис. 1.5. Схема, иллюстрирующая взаимодействие толстого и тонкого филаментов (Л. Страйер, 1985)

Прекращение нервного импульса приводит к расщеплению ацетилхолина и разрыву поперечных мостиков между актином и миозином. Благодаря действию «кальциевого насоса» ионы Са²⁺ возвращаются в саркоплазматический ретикулум, актин и миозин инактивируются, длина саркомера возвращается к исходному значению. Мышца расслабляется. Мышечное сокращение может продолжаться до тех пор, пока не истощатся запасы ионов кальция. Затем они снова перекачиваются в саркоплазматический ретикулум посредством активной системы «кальциевого насоса». Следует отметить, что для осуществления этого процесса необходима энергия АТФ.

Каким образом доставляется энергия к филаментам? Кроме участка для прикрепления к тонкому филаменту, миозиновая головка содержит участок, в котором локализуется АТФ. Освобождающая вследствие реакции гидролиза (расщепления АТФ) энергия используется для прикрепления миозиновой головки к тонкому филаменту, а после осуществления поворота головки – для отделения миозиновой головки от тонкого филамента.

1.6. Типы скелетных мышечных волокон и их морфофункциональная характеристика

Рассматривая макроструктуру скелетных мышц, были выделены три основных элемента: это фасции, мышечные волокна и сухожилия. В этом параграфе мы более подробно рассмотрим типы мышечных волокон, так как от этого во многом зависит способность мышц к проявлению силы, скорости, а также выносливости.

Вначале были выделены два типа скелетных мышечных волокон, каждый из которых имел свои физиологические особенности. Это – медленные (тонические) и быстрые (фазические) волокна. В некоторых мышцах могут быть только быстрые или только медленные волокна, в других – волокна обоих типов в определенном соотношении. В дальнейшем были выделены мышечные волокна промежуточного типа.

Благодаря различным типам волокон организм способен передвигаться и поддерживать позу. Быстрые волокна позволяют мышце сокращаться с высокой скоростью. В большом количестве эти волокна имеются у хищников; они обеспечивают быстроту реакции при ловле добычи. С другой стороны, потенциальная добыча, чтобы не стать жертвой хищников, тоже должна быть способна к быстрому реагированию. В обоих случаях от подвижности животного будут зависеть его шансы на выживание. Когда животное находится в покое, оно поддерживает определенную позу с помощью тонических мышечных волокон. Им свойственно более медленное и длительное сокращение и в то же время энергетические затраты меньше, чем при сокращении быстрых волокон. Сокращение их по своей природе обычно изометрическое, при котором мышцы, противодействуя силе тяжести и удерживая конечности в определенном положении, сохраняют постоянную длину.

У человека все мышцы тела состоят из волокон трех типов, но обычно один из них доминирует. Это имеет физиологическое значение, поскольку тонические мышцы способны к медленному и длительному сокращению и поэтому медленных волокон больше в позных мышцах-разгибателях, тогда как в сгибателях, предназначенных для быстрых реакций, преобладают быстрые фазические волокна.

Согласно современным представлениям, большинство скелетных мышц человека и животных представляют собой гетерогенные морфофункциональные системы, состоящие из мышечных волокон, отличающихся по структуре, метаболизму и функции.

Мышечные волокна I типа в мировой номенклатуре обозначают как красные, окислительные, медленные, устойчивые к утомлению. В мышечных волокнах I типа хорошо выражен Z-диск, который толще, чем в мышечных волокнах других типов, саркоплазмаческий ретикулум развит в меньшей степени, чем в других типах мышечных волокон. В данных структурах выявляется много митохондрий с поперечной ориентацией. В саркоплазме обнаруживаются липидные капли, которые часто контактируют с митохондриями. Мышечные волокна I типа характеризуются также высокой степенью кровообращения. Каждое мышечное волокно I типа контактирует с 5-6 кровеносными капиллярами. В этих волокнах отмечается самое высокое содержание миоглобина. Согласно данным гистохимических исследований, в волокнах I типа обнаруживается более низкая активность креатинфосфокиназы, чем в других мышечных волокнах.

Мышечные волокна IIВ типа в мировой номенклатуре обозначают как белые, быстрые, гликолитические, быстроутомляемые. Z-диск в мышечных волокнах IIВ типа более тонкий, чем в волокнах других типов. В данных структурах очень хорошо развит саркоплазматический ретикулум, системы терминальных цистерн и триад. В саркоплазме мышечных волокон IIB типа сравнительно немного малых по размерам митохондрий, содержащих небольшое число крист. Мышечные волокна IIВ типа контактируют с меньшим количеством капилляров, чем мышечные волокна других типов. Кроме того, в этих волокнах имеется очень мало миоглобина. Именно этим объясняется их более светлая окраска, благодаря чему они и получили название «белых». В мышечных волокнах IIB типа содержание креатинфосфата выше, чем в других типах мышечных волокон.

Мышечные волокна IIA типа в мировой номенклатуре обозначают как промежуточные, окислительно-гликолитические, быстрые, устойчивые к утомлению. Z-диск в мышечных волокна IIA типа, по мнению ряда авторов, толще, чем в мышечных волокнах IIВ типа и не отличается от такового в волокнах I типа. По данному показателю волокна типа IIA занимают промежуточное положение между мышечными волокнами I типа и мышечными волокнами IIB типа. В мышечных волокнах IIA типа хорошо развит саркоплазматический ретикулум и системы триад. Мышечные волокна IIА типа богаче митохондриями, чем волокна IIВ типа и практически не отличаются по этому признаку от мышечных волокон I типа. Митохондрии в мышечных волокнах IIA типа имеют преимущественно продольную ориентацию (по длине оси мышечных волокон). Они часто образуют скопления под сарколеммой. В саркоплазме мышечных волокон IIA типа встречается достаточно большое количество липидных капель. Мышечные волокна IIА типа содержат больше миоглобина, чем мышечные структуры IIВ типа. Содержание креатинфосфата в мышечных волокнах IIА типа ниже, чем в волокнах IIВ типа и не отличается от такового в волокнах I типа. Мышечные волокна данного типа представляются универсальными в плане их метаболизма. В связи с тем, что мышечные волокна IIА типа способны длительное время производить работу достаточно большой мощности, они должны рассматриваться как универсальные мышечные волокна в плане их функциональных возможностей.

Рекомендуемая литература

1. Самсонова, А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: учебное пособие /А.В.Самсонова, СПб: Кинетика, 2018.- 159 с., ил.

2. Самсонова А.В. Биомеханика мышц: учебно-методическое пособие /А.В.Самсонова, Е.Н. Комиссарова / Под ред А.В.Самсоновой .- СПб., 2008.- 217 с.

Схема скелетных мышц

Скелетные мышцы являются произвольными и поперечно-полосатыми по своей природе. Они отвечают за движение придатков и передвижение. Скелетная мышца состоит из 75% воды и 25% твердых веществ. К твердым компонентам относятся белки и другие органические и неорганические вещества. Все компоненты скелетных мышц способствуют движению тела.

Здесь давайте узнаем о строении скелетных мышц со схемой.

Содержание:

• Маркированная схема скелетной мышцы
• Скелетная мышца – Описание
• Значение
• Часто задаваемые вопросы

Маркированная схема скелетной мышцы

Скелетная мышца – Описание

• Мышечная ткань состоит из большого количества миоцитов или мышечных клеток. Эти мышечные клетки тонкие и длинные и называются мышечными волокнами .
• Волокна скелетных мышц многоядерные. Они расположены параллельно друг другу, вместе с некоторой промежуточной соединительной тканью.
• Мышечная ткань отделена от соседних тканей фасцией . Фасция представляет собой толстый волокнистый слой соединительной ткани.
• Под фасцией находится соединительнотканная оболочка, называемая epimysium , которая покрывает мышцы.
• Мышечные волокна в мышцах организованы в группы, называемые пучками или пучки . Соединительнотканное покрытие, покрывающее каждый пучок, называется перимизием . Каждое мышечное волокно индивидуально обернуто слоем соединительной ткани, называемым эндомизием .
• Каждое мышечное волокно имеет цилиндрическую форму и окружено клеточной мембраной (под эндомизием), называемой сарколеммой . Цитоплазма мышцы известна как саркоплазма .
• миофибрилл представляют собой тонкие параллельные филаменты, присутствующие в саркоплазме мышечной клетки. Эти миофибриллы проходят по всей длине мышечного волокна. Миофибриллы состоят из повторяющихся единиц из саркомера , которые под микроскопом выглядят как чередующиеся светлые и темные полосы.
• Светлая полоса или полоса «I» и темная полоса или полоса «А» образованы мышечными белками. В середине полосы «А» есть светлая область, называемая зоной «Н». В середине зоны «Н» лежит линия «М», образованная миозин-связывающими белками.
• Дальнейшие микроскопические исследования показывают, что саркомер состоит из множества нитевидных миофиламентов, состоящих из белков актина и миозина.
• актиновых филаментов представляют собой тонкие филаменты, которые пересекают полосу «I», а миозиновых филаментов представляют собой толстые филаменты, которые присутствуют в полосе «А».
• Помимо миофибрилл, саркоплазма имеет ядра, митохондрии, аппарат Гольджи, саркоплазматический ретикулум, рибосомы и др.
• Мышечные волокна прикреплены к прочному тяжу соединительной ткани, известному как сухожилие .
• Сухожилие, в свою очередь, соединяется с костью .

Значение

Основными свойствами скелетных мышц являются возбудимость и сократимость. Возбудимость определяется как ответ или реакция ткани на раздражение. Это физико-химическое изменение. Сократимость также является реакцией мышцы на раздражитель. Сокращение обычно представляет собой утолщение или укорочение мышц при напряжении или нагрузке. Другие свойства включают способность растягиваться и эластичность скелетных мышц.

Часто задаваемые вопросы

Q1

Каковы 3 основные мышцы мышечной системы?

Три основные мышцы мышечной системы: гладкие мышцы, скелетные мышцы и сердечные мышцы. Они помогают в общем движении тела и осанке.

Q2

Что такое мышечный пучок?

Мышечный пучок представляет собой пучок скелетных мышечных волокон, окруженный типом соединительной ткани, называемым перимизием. Они могут содержать один тип или смесь обоих типов мышечных волокон.

Q3

Что такое мышечное волокно?

Мышечные волокна или миофибриллы представляют собой палочковидные органеллы миоцитов. Скелетные мышечные волокна состоят из цепочек миофибрилл, которые, в свою очередь, состоят из длинных белков, таких как миозин и актин.

Статьи по теме:

Продолжайте изучать биологию BYJU, чтобы найти новые интересные темы.

10.2 Скелетные мышцы — анатомия и физиология 2e

Цели обучения

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите слои соединительной ткани, вмещающие скелетные мышцы
• Объясните, как мышцы работают с сухожилиями для движения тела
• Идентификация областей скелетных мышечных волокон
• Описать муфту возбуждения-сокращения

Наиболее известной особенностью скелетных мышц является их способность сокращаться и вызывать движение. Скелетные мышцы действуют не только для создания движения, но и для его остановки, например, сопротивления гравитации для сохранения позы. Небольшие постоянные корректировки скелетных мышц необходимы, чтобы удерживать тело в вертикальном положении или в равновесии в любом положении. Мышцы также предотвращают чрезмерное движение костей и суставов, поддерживая стабильность скелета и предотвращая повреждение или деформацию скелетной структуры. Суставы могут быть смещены или полностью вывихнуты из-за натяжения связанных с ними костей; мышцы работают, чтобы суставы оставались стабильными. Скелетные мышцы расположены по всему телу у отверстий внутренних путей и контролируют движение различных веществ. Эти мышцы позволяют контролировать такие функции, как глотание, мочеиспускание и дефекация. Скелетные мышцы также защищают внутренние органы (особенно органы брюшной полости и таза), выступая в качестве внешнего барьера или щита от внешних травм и поддерживая вес органов.

Скелетные мышцы способствуют поддержанию гомеостаза в организме, выделяя тепло. Для сокращения мышц требуется энергия, а при расщеплении АТФ выделяется тепло. Это тепло очень заметно во время физических упражнений, когда продолжительное движение мышц вызывает повышение температуры тела, а в случаях сильного холода, когда дрожь вызывает случайные сокращения скелетных мышц для выделения тепла.

Каждая скелетная мышца представляет собой орган, состоящий из различных интегрированных тканей. Эти ткани включают волокна скелетных мышц, кровеносные сосуды, нервные волокна и соединительную ткань. Каждая скелетная мышца имеет три слоя соединительной ткани (так называемые «мизии»), которые окружают ее и обеспечивают структуру мышцы в целом, а также разделяют мышечные волокна внутри мышцы (рис. 10.3). Каждая мышца покрыта оболочкой из плотной соединительной ткани неправильной формы, называемой эпимизием, которая позволяет мышце сокращаться и двигаться, сохраняя при этом свою структурную целостность. Эпимизий также отделяет мышцу от других тканей и органов в этой области, позволяя мышце двигаться независимо.

Рисунок 10.3 Три слоя соединительной ткани Пучки мышечных волокон, называемые пучками, покрыты перимизием. Мышечные волокна покрыты эндомизием.

Внутри каждой скелетной мышцы мышечные волокна организованы в отдельные пучки, каждый из которых называется пучком, при помощи среднего слоя соединительной ткани, называемого перимизием. Эта фасцикулярная организация обычна для мышц конечностей; это позволяет нервной системе запускать определенное движение мышцы, активируя подмножество мышечных волокон в пучке или пучке мышц. Внутри каждого пучка каждое мышечное волокно заключено в тонкий слой соединительной ткани из коллагена и ретикулярных волокон, называемый эндомизием. Эндомизий содержит внеклеточную жидкость и питательные вещества для поддержки мышечного волокна. Эти питательные вещества поступают через кровь в мышечную ткань.

В скелетных мышцах, которые работают с сухожилиями, чтобы тянуть кости, коллаген в трех тканевых слоях (мизия) переплетается с коллагеном сухожилия. На другом конце сухожилие срастается с надкостницей, покрывающей кость. Напряжение, создаваемое сокращением мышечных волокон, затем передается через мизии на сухожилия, а затем на надкостницу, натягивая кость для движения скелета. В других местах мизия может сливаться с широким, похожим на сухожилие листком, называемым апоневрозом, или с фасцией, соединительной тканью между кожей и костями. Широкий слой соединительной ткани в нижней части спины, в который сливаются широчайшие мышцы спины («широчайшие»), является примером апоневроза.

Каждая скелетная мышца также богато снабжена кровеносными сосудами для питания, доставки кислорода и удаления отходов. Кроме того, каждое мышечное волокно в скелетной мышце снабжается аксонной ветвью соматического моторного нейрона, который сигнализирует волокну о сокращении. В отличие от сердечных и гладких мышц, единственный способ функционального сокращения скелетных мышц — передача сигналов от нервной системы.

Волокна скелетных мышц

Поскольку клетки скелетных мышц длинные и цилиндрические, их обычно называют мышечными волокнами. Скелетные мышечные волокна могут быть довольно большими для клеток человека, их диаметр может достигать 100 м .0151 μ м и длиной до 30 см (11,8 дюйма) в Сарториусе верхней части ноги. Во время раннего развития эмбриональные миобласты, каждый со своим собственным ядром, сливаются с сотнями других миобластов, образуя многоядерные скелетные мышечные волокна. Множественные ядра означают множество копий генов, позволяющих производить большое количество белков и ферментов, необходимых для сокращения мышц.

Некоторые другие термины, связанные с мышечными волокнами, восходят к греческому sarco , что означает «плоть». Плазматическая мембрана мышечных волокон называется сарколеммой, цитоплазма – саркоплазмой, а специализированный гладкий эндоплазматический ретикулум, который хранит, высвобождает и извлекает ионы кальция (Са ⁺⁺), называется саркоплазматическим ретикулумом (СР). (рис. 10.4). Как будет вскоре описано, функциональной единицей скелетного мышечного волокна является саркомер, высокоорганизованная структура сократительных миофиламентов актина (тонкая нить) и миозина (толстая нить) вместе с другими поддерживающими белками.

Рисунок 10.4 Мышечное волокно Скелетное мышечное волокно окружено плазматической мембраной, называемой сарколеммой, которая содержит саркоплазму, цитоплазму мышечных клеток. Мышечное волокно состоит из множества фибрилл, которые придают клетке поперечно-полосатый вид.

Саркомер

Исчерченность скелетных мышечных волокон обусловлена ​​расположением миофиламентов актина и миозина в последовательном порядке от одного конца мышечного волокна к другому. Каждый пакет этих микрофиламентов и их регуляторных белков, тропонина и тропомиозина (наряду с другими белками) называется саркомером.

Интерактивная ссылка

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о макро- и микроструктурах скелетных мышц. а) Как называются «точки соединения» между саркомерами? б) Как называются «субъединицы» внутри миофибрилл, которые проходят по всей длине волокон скелетных мышц? в) Что такое «двойная нить жемчуга», описанная в видео? г) Что придает скелетным мышечным волокнам поперечно-полосатый вид?

Саркомер является функциональной единицей мышечного волокна. Сам саркомер связан внутри миофибриллы, которая проходит по всей длине мышечного волокна и прикрепляется к сарколемме на его конце. При сокращении миофибрилл сокращается вся мышечная клетка. Поскольку миофибриллы составляют лишь приблизительно 1,2 мкм мкм в диаметре, от сотен до тысяч (каждый с тысячами саркомеров) можно найти внутри одного мышечного волокна. Каждый саркомер имеет длину приблизительно 2 мкм м, имеет трехмерное цилиндрическое расположение и граничит со структурами, называемыми Z-дисками (также называемыми Z-линиями, поскольку изображения двухмерные), к которым присоединяются актиновые миофиламенты. на якоре (рис. 10.5). Поскольку актин и его тропонин-тропомиозиновый комплекс (выступающие из Z-дисков к центру саркомера) образуют более тонкие нити, чем миозин, его называют тонкой нитью саркомера. Точно так же, поскольку нити миозина и их многочисленные головки (выступающие из центра саркомера по направлению к Z-дискам, но не до конца) имеют большую массу и толще, их называют толстыми нитями саркомера.

Рисунок 10,5 Саркомер Саркомер, область от одной Z-линии до следующей Z-линии, является функциональной единицей скелетного мышечного волокна.

Нервно-мышечное соединение

Другой специализацией скелетных мышц является место, где окончание моторного нейрона встречается с мышечным волокном, называемое нервно-мышечным соединением (НМС). Именно здесь мышечное волокно в первую очередь отвечает на сигналы двигательного нейрона. Каждое мышечное волокно в каждой скелетной мышце иннервируется моторным нейроном в НМС. Сигналы возбуждения от нейрона — единственный способ функционально активировать сокращение волокна.

Интерактивная ссылка

Каждое волокно скелетных мышц иннервируется моторным нейроном в НМС. Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о том, что происходит в NMJ. а) Каково определение двигательной единицы? б) Каковы структурные и функциональные различия между крупной двигательной единицей и мелкой двигательной единицей? в) Можете ли вы привести пример каждого из них? (г) Почему нейротрансмиттер ацетилхолин расщепляется после связывания с его рецептором?

Муфта возбуждения-сокращения

Все живые клетки имеют мембранные потенциалы или электрические градиенты на своих мембранах. Внутренняя часть мембраны обычно составляет от -60 до -90 мВ относительно внешней. Это называется мембранным потенциалом клетки. Нейроны и мышечные клетки могут использовать свои мембранные потенциалы для генерации электрических сигналов. Они делают это, контролируя движение заряженных частиц, называемых ионами, через свои мембраны, создавая электрические токи. Это достигается открытием и закрытием специализированных белков в мембране, называемых ионными каналами. Хотя токи, генерируемые ионами, движущимися через белки этих каналов, очень малы, они составляют основу как передачи нервных сигналов, так и сокращения мышц.

И нейроны, и клетки скелетных мышц электрически возбудимы, что означает, что они способны генерировать потенциалы действия. Потенциал действия — это особый тип электрического сигнала, который может распространяться вдоль клеточной мембраны в виде волны. Это позволяет передавать сигнал быстро и точно на большие расстояния.

Хотя термин «сопряжение возбуждения-сокращения» сбивает с толку или пугает некоторых студентов, он сводится к следующему: чтобы скелетное мышечное волокно начало сокращаться, его мембрана должна быть сначала «возбуждена» — другими словами, она должна быть стимулирована для запуска действия. потенциал. Потенциал действия мышечного волокна, который распространяется вдоль сарколеммы в виде волны, «связан» с фактическим сокращением за счет высвобождения ионов кальция (Ca ⁺⁺) из СР. После высвобождения Ca ⁺⁺ взаимодействует с экранирующими белками, заставляя их двигаться в сторону, чтобы сайты связывания актина были доступны для прикрепления головками миозина. Затем миозин тянет актиновые филаменты к центру, укорачивая мышечное волокно.

В скелетных мышцах эта последовательность начинается с сигналов сомато-двигательного отдела нервной системы. Другими словами, стадия «возбуждения» в скелетных мышцах всегда запускается сигналом от нервной системы (рис. 10.6).

Рисунок 10,6 Моторная концевая пластина и иннервация В СНС окончание аксона высвобождает АХ. Моторная концевая пластинка представляет собой место расположения АХ-рецепторов в сарколемме мышечного волокна. Когда молекулы АХ высвобождаются, они диффундируют через крошечное пространство, называемое синаптической щелью, и связываются с рецепторами.

Моторные нейроны, которые сообщают скелетным мышечным волокнам о сокращении, берут начало в спинном мозге, при этом меньшее их количество расположено в стволе головного мозга для активации скелетных мышц лица, головы и шеи. Эти нейроны имеют длинные отростки, называемые аксонами, которые специализируются на передаче потенциалов действия на большие расстояния — в данном случае от спинного мозга до самих мышц (которые могут находиться на расстоянии до трех футов). Аксоны нескольких нейронов связываются вместе, образуя нервы, как провода, связанные вместе в кабеле.

Передача сигналов начинается, когда потенциал действия нейрона проходит по аксону двигательного нейрона, а затем по отдельным ветвям и заканчивается в НМС. В НМС окончание аксона высвобождает химический мессенджер или нейротрансмиттер, называемый ацетилхолином (АХ). Молекулы АХ диффундируют через крошечное пространство, называемое синаптической щелью, и связываются с рецепторами АХ, расположенными внутри моторной концевой пластинки сарколеммы на другой стороне синапса. Как только АХ связывается, канал в рецепторе АХ открывается, и положительно заряженные ионы могут проходить в мышечное волокно, вызывая его деполяризацию, а это означает, что мембранный потенциал мышечного волокна становится менее отрицательным (ближе к нулю) 9.0003

Когда мембрана деполяризуется, другая группа ионных каналов, называемых потенциалзависимыми натриевыми каналами, открывается. Ионы натрия проникают в мышечное волокно, и потенциал действия быстро распространяется (или «выстреливает») по всей мембране, инициируя сопряжение возбуждения и сокращения.

В мире возбудимых мембран все происходит очень быстро (только подумайте, как быстро вы можете щелкнуть пальцами, как только решите это сделать). Сразу после деполяризации мембраны она реполяризуется, восстанавливая отрицательный мембранный потенциал. Между тем, АХ в синаптической щели расщепляется ферментом ацетилхолинэстеразой (АХЭ), так что АХ не может повторно связываться с рецептором и снова открывать свой канал, что может вызвать нежелательное длительное возбуждение и сокращение мышц.

Распространение потенциала действия вдоль сарколеммы является частью возбуждения сопряжения возбуждения-сокращения. Напомним, что это возбуждение фактически запускает высвобождение ионов кальция (Ca ⁺⁺ ) из его запасов в СР клетки. Чтобы потенциал действия достиг мембраны СР, в сарколемме имеются периодические впячивания, называемые Т-трубочками («Т» означает «поперечные»). Вы помните, что диаметр мышечного волокна может достигать 100 мкм м, поэтому эти Т-трубочки обеспечивают возможность сближения мембраны с СР в саркоплазме. Расположение Т-трубочки с мембранами СР по обе стороны называется триадой (рис. 10.7). Триада окружает цилиндрическую структуру, называемую миофибриллой, которая содержит актин и миозин.

Рисунок 10,7 Т-трубочка Узкие Т-трубочки позволяют проводить электрические импульсы. SR функционирует, чтобы регулировать внутриклеточные уровни кальция. Две терминальные цистерны (где увеличенный СР соединяется с Т-трубочкой) и одна Т-трубочка составляют триаду — «тройку» мембран, с мембранами СР с двух сторон и Т-трубочкой, зажатой между ними.