Строение мышечного волокна кратко
Обновлено: 05.07.2024
Строение мышцы. Мышца как орган.
Мышца состоит из пучков исчерченных (поперечнополосатых) мышечных волокон. Эти волокна, идущие параллельно друг другу, связываются рыхлой соединительной тканью (endomysium) в пучки первого порядка. Несколько таких первичных пучков соединяются, в свою очередь образуя пучки второго порядка и т. д. В целом мышечные пучки всех порядков объединяются соединительнотканной оболочкой — perimysium, составляя мышечное брюшко.
Соединительнотканные прослойки, имеющиеся между мышечными пучками, по концам мышечного брюшка, переходят в сухожильную часть мышцы.
В мышцах совершается очень энергичный обмен веществ, в связи с чем они весьма богато снабжены сосудами. Сосуды проникают в мышцу с ее внутренней стороны в одном или нескольких пунктах, называемых воротами мышцы. В мышечные ворота вместе с сосудами входят и нервы, вместе с которыми они разветвляются в толще мышцы соответственно мышечным пучкам (вдоль и поперек).
В мышце различают активно сокращающуюся часть — брюшко и пассивную часть, при помощи которой она прикрепляется к костям, — сухожилие. Сухожилие состоит из плотной соединительной ткани и имеет блестящий светло-золотистый цвет, резко отличающийся от красно-бурого цвета брюшка мышцы. В большинстве случаев сухожилие находится по обоим концам мышцы. Когда же оно очень короткое, то кажется, что мышца начинается от кости или прикрепляется к ней непосредственно брюшком. Сухожилие, в котором обмен веществ меньше, снабжается сосудами беднее брюшка мышцы.
Таким образом, скелетная мышца состоит не только из поперечнополосатой мышечной ткани, но также из различных видов соединительной ткани (perimysium, сухожилие), из нервной (нервы мышц), из эндотелия и гладких мышечных волокон (сосуды). Однако преобладающей является поперечнополосатая мышечная ткань, свойство которой (сократимость) и определяет функцию мускула как органа сокращения. Каждая мышца является отдельным органом, т. е. целостным образованием, имеющим свою определенную, присущую только ему форму, строение, функцию, развитие и положение в организме.
Знание основных компонентов мышечного волокна необходимо для понимания механизмов гипертрофии мышцы (увеличения ее объема), а также ее силы.
Мышечное волокно покрыто оболочкой, которая называется сарколеммой. В оболочке мышечного волокна располагаются особые клетки – клетки-сателлиты. Эти клетки способны делиться. Их деление во многом определяет гипертрофию мышечных волокон.
Весь внутренний объем мышечного волокна заполнен желеобразным содержимым – саркоплазмой. В саркоплазме имеются следующие компоненты:
- органеллы специального назначения (органеллы, которые отличают мышечное волокно от других клеток);
- органеллы общего назначения (органеллы, которые присутствуют во всех клетках человека);
- включения.
Органеллы специального назначения
Органеллами специального назначения являются миофибриллы. Миофибриллы это – длинные тонкие белковые нити, идущие от одного конца мышечного волокна до другого. Количество миофибрилл в мышечном волокне составляет от нескольких сотен до нескольких тысяч. Их главная функция – сократительная.
Органеллы общего назначения
К органеллам общего назначения относятся:
-
— органеллы овальной формы, расположенные под сарколеммой (оболочкой мышечного волокна). В ядрахмышечных волокон содержатся молекулы ДНК (дезоксирибонуклеиновой кислоты). ДНК содержит всю генетическую информацию об организме человека. В мышечных волокнах может содержаться до 10000 ядер. Шероховатая эндоплазматическая сеть окружает ядра, на ее поверхности располагаются рибосомы. Гладкая эндоплазматическая сеть (саркоплазматический ретикулум — СР) окружает миофибриллы. СР содержит ионы кальция, необходимые для сокращения миофибрилл. — органеллы, на которых синтезируется белок; — мембранная органелла, имеющая вид плоских цистерн, на периферии которых имеются многочисленные мелкие пузырьки. В комплексе Гольджи происходит окончательное формирование структур белков. Затем они сортируются, упаковываются в мембранные пузырьки и транспортируются в другие места, где они необходимы; — мембранные органеллы, которые формируются в комплексе Гольджи. Лизосомы содержат большой набор ферментов (до 80). Эти ферменты расщепляют белки, а также поврежденные компоненты мышечных волокон; — мембранные органеллы, в которых происходит окисление белков, жиров и углеводов до углекислого газа и воды. В результате этих процессов синтезируется АТФ.
Включения
Включениями в мышечном волокне являются: различные белки, аминокислоты; АТФ, креатинфосфат, гликоген, миоглобин, жир, вода и др.
Отличие мышечного волокна от обычной клетки
Несмотря на то, что мышечные волокна часто называют мышечными клетками (миоцитами) из которых состоит мышечная ткань, это не совсем правильно по следующим соображениям:
- Наличие клеток-сателлитов.
- В обычной клетке имеется только одно ядро, а в мышечном волокне несколько тысяч ядер;
- Обычная клетка способна делиться, а мышечное волокно не делится.
В дальнейшем я более подробно остановлюсь на некоторых элементах мышечного волокна, а также на его строении.
Похожие записи:
Тест времени реакции на сигнал
Представлена программа расчета времени реакции на сигнал, предназначенная для использования в учебных целях, например на занятиях по…
Саркоплазматическая гипертрофия мышц
Дано определение и описаны механизмы саркоплазматической гипертрофии скелетных мышц. Показано, что этот вид гипертрофии мышц широко…
Классификация типов конституции человека М.В. Черноруцкого
Рассмотрена классификация типов конституции человека, разработанная выдающимся терапевтом М.В. Черноруцким в 1925 году. Классификация типов конституции человека М.В.
Типы гипертрофии скелетных мышц человека
В статье дается классификация различных видов гипертрофии скелетных мышц человека на основе ряда классификационных признаков: времени проявления…
Миомейкер: Мембранный активатор слияния миобластов и образования мышц
Ученые установили, что для образования мышечных волокон необходимо слияние клеток-предшественников, которые называются миобластами. Эти клетки имеют только…
Прежде чем перейти к рассмотрению современных представлений о механизме сокращения мышцы, следует остановиться на структурной организации ее основных сократительных элементов -миофибрилл и саркомеров.
Строение мышечного волокна.
Скелетные мышцы состоят из многоядерных клеток, связанных возбудимой плазматической мембраной, по которой приходит нервный импульс, инициирующий сокращение мышцы. Диаметр миоцита значительно уступает его длине. Преобладание длины над толщиной в такой веретенообразной клетке позволяет называть ее волокном (рисунок 1). Вместе с тем следует отметить, что мышечное волокно образуется путем слияния множества отдельных клеток. Поэтому в миоците (весьма крупной клетке) содержится несколько ядер.
Рисунок 1. Схема структурной организации мышечной клетки (по Woledge R. et al., 1992). На одном из участков поперечная трубочка удалена для того, чтобы показать одну из Z-мембран, разделяющих миофибриллу на саркомеры
Внутри миоцита (в продольном его сечении) находится порядка 10 3 миофибрилл. Мышечные клетки состоят из множества сократительных волокон – миофибрилл, расположенных параллельно друг другу (рисунок 1). Мифибриллы – способные к сокращению, пучки нитей диаметром около 1 мкм. Перегородки, называемые Z-дисками, разделяют миофибриллы в поперечном направлении на отдельные компартменты длиной по 2,5 мкм, которые называются саркомерами
Структура саркомера
Саркомер является элементарной надмолекулярной сократительной единицей мышечного волокна. На электронно-микроскопических снимках продольного среза мышечной ткани видно, что саркомер состоит из параллельных рядов толстых и тонких нитей (рисунок 2, а). Вертикальные темные линии Z соответствуют специальным структурным белкам (десмину), разделяющим миофибриллы на саркомеры. Между ними видны горизонтальные нити сократительного аппарата. От Z-линий отходят тонкие нити, которым на электронно-микроскопических снимках соответствуют светлые полосы I. В центральной части саркомера расположены толстые нити, которым соответствуют темные полосы А. В середине каждой полосы А видна более светлая полоса Н. Наличие двух темных участков полосы А определяется тем, что в этих зонах толстые нити пересекаются тонкими нитями. Более светлая полоса (зона Н) соответствует участку саркомера, где толстые нити не пересекаются с тонкими нитями. Анизотропные диски (А) обладают двойным лучепреломлением (см. предыдущие темы): в обычном свете выглядят темными, а в поляризованном - прозрачными (светлыми) в продольном,и непрозрачными (темными) в поперечном направлениях. Изотропным дискам (I) не свойственно двойное лучепреломление.
Рисунок 2. Схематическое изображение строения саркомеров мышечного волокна: а – продольный разрез, б – поперечный разрез в области пересечения толстых и тонких нитей, в – изменение длины саркомера в результате движения толстых и тонких нитей
Толстые нити состоят главным образом из молекул миозина. Тонкие нити содержат белки трех типов: актин, тропомиозин и тропонин. Если посмотреть на поперечный срез саркомера в области, где соседствуют толстые и тонкие нити (темный участок полосы А), то можно увидеть, что каждая тонкая нить окружена тремя толстыми нитями, а каждая толстая нить окружена шестью тонкими нитями (рис. 2 б). Взаимодействие между тонкими и толстыми филаментами осуществляется посредством так называемых поперечных мостиков, образованных головками миозиновых молекул (рисунки 2, 3а, 3в). Они расположены по отношению к продольной оси миозиновой нити под углом 120°. Поперечный мостик работает как химиомеханический преобразователь (т.е. преобразовывать энергию АТФ в механические гребковые движения). При сокращении мышцы (при движении ее актиновых и миозиновых нитей относительно друг друга) саркомер может уменьшить свою длину на одну треть (рисунок 2,в).
Тропонин,тропомиозин.
Рисунок 3. Строение молекулы миозина (а) и тонкой нити (б). В расслабленной мышце тропомиозин препятствует взаимодействию головки миозина с актином (б). Внизу (в) схематически показано различие геометрических характеристик моторных участков молекул миозина трех разных типов
Кроме актина, миозина и тропомиозина, миоциты поперечнополосатых мышц содержат важный регуляторный белок тропонин, который связан с актиновым филаментом и с тропомиозиновой нитью (рисунок 3, б). Одна из субъединиц, образующих тропониновый комплекс способна связываться с ионами Са 2+ . Когда такое взаимодействие происходит, тропонин воздействует на тропомиозин и тот освобождает на актиновом филаменте активный центр для миозина. Тем самым устраняется препятствие их взаимодействию (рисунок 3, в). Далее происходит непосредственно акт мышечного сокращения.
Приложение
Дидактически блок
Прежде чем перейти к рассмотрению современных представлений о механизме сокращения мышцы, следует остановиться на структурной организации ее основных сократительных элементов -миофибрилл и саркомеров.
Строение мышечного волокна.
Скелетные мышцы состоят из многоядерных клеток, связанных возбудимой плазматической мембраной, по которой приходит нервный импульс, инициирующий сокращение мышцы. Диаметр миоцита значительно уступает его длине. Преобладание длины над толщиной в такой веретенообразной клетке позволяет называть ее волокном (рисунок 1). Вместе с тем следует отметить, что мышечное волокно образуется путем слияния множества отдельных клеток. Поэтому в миоците (весьма крупной клетке) содержится несколько ядер.
Рисунок 1. Схема структурной организации мышечной клетки (по Woledge R. et al., 1992). На одном из участков поперечная трубочка удалена для того, чтобы показать одну из Z-мембран, разделяющих миофибриллу на саркомеры
Внутри миоцита (в продольном его сечении) находится порядка 10 3 миофибрилл. Мышечные клетки состоят из множества сократительных волокон – миофибрилл, расположенных параллельно друг другу (рисунок 1). Мифибриллы – способные к сокращению, пучки нитей диаметром около 1 мкм. Перегородки, называемые Z-дисками, разделяют миофибриллы в поперечном направлении на отдельные компартменты длиной по 2,5 мкм, которые называются саркомерами
Структура саркомера
Саркомер является элементарной надмолекулярной сократительной единицей мышечного волокна. На электронно-микроскопических снимках продольного среза мышечной ткани видно, что саркомер состоит из параллельных рядов толстых и тонких нитей (рисунок 2, а). Вертикальные темные линии Z соответствуют специальным структурным белкам (десмину), разделяющим миофибриллы на саркомеры. Между ними видны горизонтальные нити сократительного аппарата. От Z-линий отходят тонкие нити, которым на электронно-микроскопических снимках соответствуют светлые полосы I. В центральной части саркомера расположены толстые нити, которым соответствуют темные полосы А. В середине каждой полосы А видна более светлая полоса Н. Наличие двух темных участков полосы А определяется тем, что в этих зонах толстые нити пересекаются тонкими нитями. Более светлая полоса (зона Н) соответствует участку саркомера, где толстые нити не пересекаются с тонкими нитями. Анизотропные диски (А) обладают двойным лучепреломлением (см. предыдущие темы): в обычном свете выглядят темными, а в поляризованном - прозрачными (светлыми) в продольном,и непрозрачными (темными) в поперечном направлениях. Изотропным дискам (I) не свойственно двойное лучепреломление.
Рисунок 2. Схематическое изображение строения саркомеров мышечного волокна: а – продольный разрез, б – поперечный разрез в области пересечения толстых и тонких нитей, в – изменение длины саркомера в результате движения толстых и тонких нитей
Толстые нити состоят главным образом из молекул миозина. Тонкие нити содержат белки трех типов: актин, тропомиозин и тропонин. Если посмотреть на поперечный срез саркомера в области, где соседствуют толстые и тонкие нити (темный участок полосы А), то можно увидеть, что каждая тонкая нить окружена тремя толстыми нитями, а каждая толстая нить окружена шестью тонкими нитями (рис. 2 б). Взаимодействие между тонкими и толстыми филаментами осуществляется посредством так называемых поперечных мостиков, образованных головками миозиновых молекул (рисунки 2, 3а, 3в). Они расположены по отношению к продольной оси миозиновой нити под углом 120°. Поперечный мостик работает как химиомеханический преобразователь (т.е. преобразовывать энергию АТФ в механические гребковые движения). При сокращении мышцы (при движении ее актиновых и миозиновых нитей относительно друг друга) саркомер может уменьшить свою длину на одну треть (рисунок 2,в).
Тропонин,тропомиозин.
Рисунок 3. Строение молекулы миозина (а) и тонкой нити (б). В расслабленной мышце тропомиозин препятствует взаимодействию головки миозина с актином (б). Внизу (в) схематически показано различие геометрических характеристик моторных участков молекул миозина трех разных типов
Кроме актина, миозина и тропомиозина, миоциты поперечнополосатых мышц содержат важный регуляторный белок тропонин, который связан с актиновым филаментом и с тропомиозиновой нитью (рисунок 3, б). Одна из субъединиц, образующих тропониновый комплекс способна связываться с ионами Са 2+ . Когда такое взаимодействие происходит, тропонин воздействует на тропомиозин и тот освобождает на актиновом филаменте активный центр для миозина. Тем самым устраняется препятствие их взаимодействию (рисунок 3, в). Далее происходит непосредственно акт мышечного сокращения.
Читайте также: