Скелетные мышцы

Материал из свободной русской энциклопедии «Традиция»
Перейти к: навигация, поиск
Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Мышечная ткань
Скелетные поперечно-полосатые мышцы
Skeletal muscle+.jpg

Вид сверху вниз скелетных мышц.

Детали
Латинское название striatus skeletalis
Идентификаторы
Код TH[1] Н2.00.05.2.00002[2]

Анатомические термины

Скелетные мышцы — это форма поперечно-полосатой мышечной ткани, которая находится под независимым контролем соматической нервной системы (добровольная нервная система — часть периферической нервной системы) en:Somatic_nervous_system .[1]Это один из трех основных типов мышц, в том числе мышц сердца и гладких мышц. Скелетные мышцы наиболее прикреплены к костям с помощью пучков коллагеновых волокон, известных как сухожилия.

Скелетные мышцы состоят из отдельных мышечных клеток, миоцитов en:Skeletal_muscle, известных как мышечных волокон. Они образуются от слияния при развитии миобластов (тип эмбриональных прогениторных клеток, которое ведет к росту мышечных клеток) — процесс, как считается известным. Мышечные волокна имеют цилиндрическую форму, так и многоядерную структуру.

Мышечные волокна в свою очередь состоят из миофибрилл. Миофибриллы состоят из актина и миозина нити, повторяющихся в единицах, называемых саркомеров, основной функциональной единицы мышечного волокна. Саркомер является ответственным за возникновение поперечно-полосатой скелетной мускулатуры, и образует основной механизм, необходимый для мышечного сокращения. Термин мышца относится к нескольким пучки мышечных волокон, называемых Пучков. Все мышцы также содержат соединительной ткани организованы в слои фасций. Каждая мышца заключена в слой фасции; в каждой брошюре прилагается слоем фасции и каждого отдельного мышечного волокна является также заключенная в слой фасции.

Скелетная поперечно-полосатая мышечная ткань — упругая, эластичная ткань, способная сокращаться под влиянием нервных импульсов (Нервный импульс — электрический импульс, распространяющийся по нервному волокну. При помощи передачи нервных импульсов происходит обмен информацией между нейронами и передача информации от нейронов к клеткам других тканей организма. Например, см. Нейромедиаторы, Передача зрительных биосигналов при зрении). Скелетная (поперечнополосатая) мышечная ткань образует скелетную мускулатуру человека и животных, предназначенную для выполнения различных действий: движения тела, сокращения голосовых связок, дыхания. Мышцы состоят на 70-75 % из воды.

Скелетные мышцы[править]

Строение мышц[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Мышечные клетки
3D (стерео) визуализация скелетных мышечных волокон.
Саркомер — базовая сократительная единица поперечнополосатых мышц, представляющая собой комплекс нескольких белков, состоящий из трёх разных систем волокон. Саркомер — это участок миофибриллы между двумя соседними Z-линиями, структурно-функциональная единица поперечнополосатой мышечной ткани

Отдельные мышечные волокна формируются в процессе развития из слияния нескольких незрелых недифференцированных клеток, известных как миобласты (МИОБЛАСТ – незрелая одноядерная мышечная клетка) в длинные, цилиндрические, мульти-ядерные клетки. Дифференциация в этом "государстве" в основном завершена еще до рождения и клетки продолжают увеличиваться в размерах там и после. Скелетные мышцы экспонатов с характерной полосатостью при рассматривании их под микроскопом вызвано из-за расположения цитоскелетных элементов в цитоплазме мышечных волокон. Основные цитоплазматические белки миозина и актина (также известный как "толстые" и "тонкие" нити, соответственно), которые расположены в повторяющейся единице, называется саркомером. Взаимодействие миозина и актина ответственно за сокращение мышц.

Каждая органелла и макромолекула из мышечных волокон выполнена с определённой формой для обеспечения её функции. Клеточная мембрана с цитоплазмой называется сарколеммой и известна как саркоплазма. Саркоплазмы являются миофибриллами. Миофибриллы отличаются длинными белковые связками около 1 микрометра и в диаметре каждая содержит миофиламенты. Прижавшись внутри сарколеммы находятся в необычном сплющенном состоянии myonuclei — необходимые компоненты для функции волокна мышцы. Между миофибриллами находятся митохондрии.

Myonuclei — когда сателлитные клетки являются мышечным резервом, это кулинария между базальной мембраной сарколеммы и Вашими мышцами. Они являются клетками вашего тела, которые должны:

  • (а) восстановливать поврежденные мышечные ядра клеток (myonuclei),
  • (б) генерировать новые myonuclei. [2]

В то время как мышечные волокна не имеют гладкой эндоплазматической сети, сеть содержит саркоплазматический ретикулум. Саркоплазматический ретикулум окружают миофибриллы и он держит запас ионов кальция, необходимых, чтобы вызвать сокращение мышц. Периодически, он раскрывается до конца, сзк ( дискретные зоны в пределах мышечных клеток — хранилище кальция) известный как терминал цистерны. Эти поперечные мышечные волокна движутся от одной стороны к другой. Между двумя сторонами терминал цистерны представляет собой трубчатая клубящаяся поперечная трубочка (Т-трубочка). Т канальцы в пути потенциалы действия сигнала — высвобождение кальция из саркоплазматического ретикулума, вызывая сокращение мышц. Вместе, две терминальные цистерны и поперечных канальцев образуют триады. [3]

Другая группа клеток, myosatellite клетки (Myosatellite клетки или клетки-спутники — это небольшие мультипотентные клетки практически не имеют цитоплазмы, найденные в зрелой мышце [4]). Они находятся между базальной мембраной и сарколеммой мышечных волокон.[5] Эти клетки обычно потребляемые, но могут быть активированы с помощью физических упражнений или патологией, чтобы обеспечить дополнительную myonuclei для роста мышц или восстановления.

Соединительная ткань присутствует во всех мышцах, как фасции, ограждающих каждую мышцу и представляет собой слой соединительной ткани, известный как epimysium (Epimysium (множественное число epimysia[3]) (греч. эпи — на, после, или выше + греческий — мыс для мышц) epimysium является фиброзной тканью, которая окружает конверт скелетных мышц.) он ограждает каждый слой брошюры (верхний слой этой фасции, когда посмотрите на гладкий и блестящий слой ткани) и называется фасцией, а ограждающющее каждое мышечное волокно представляет собой слой соединительной ткани называемой эндомизией.

Моторная деятельность скелетной мышцы[править]

Icons-mini-icon 2main.png Основная статья: Моторная единица

Функциональной единицей скелетной мышцы является моторная единица (МЕ). МЕ включает в себя группу мышечных волокон и иннервирующий их мотонейрон. Число мышечных волокон, входящих в состав одной МЕ, колеблется в разных мышцах. Например, там, где требуется тонкий контроль движений (в пальцах или в мышцах глаза), МЕ небольшие, они содержат не более 30 волокон. А в икроножной мышце, где тонкий контроль не нужен, в моторной единице насчитывается более 1000 мышечных волокон.

Моторные единицы одной мышцы бывают разными. В зависимости от скорости сокращения мышц моторные единицы делятся на:

  • медленные (slow (S-МЕ)),
  • быстрые (fast (F-МЕ)).

А быстрые (fast (F-МЕ)) в свою очередь делят по устойчивости к утомлению на:

  • устойчивые к утомлению (fast-fatigue-resistant (FR-МЕ)),
  • быстроутомляемые (fast-fatigable (FF-МЕ)).

Соответствующим образом подразделяют иннервирующие данные МЕ мотонейроны. Существуют S-мотонейроны (S-МН), FF-мотонейроны (F-МН) и FR-мотонейроны (FR-МН) S-МЕ, характеризующиеся высоким содержанием белка миоглобина, который способен связывать кислород (O2). Мышцы, преимущественно состоящие из МЕ этого типа, за их темно-красный цвет называются красными. Красные мышцы выполняют функцию поддержания позы человека. Предельное утомление таких мышц наступает очень медленно, а восстановление функций происходит наоборот, очень быстро.

Такая способность обуславливается наличием миоглобина и большого числа митохондрий. МЕ красных мышц, как правило, содержат большое количество мышечных волокон. FR-МЕ составляют мышцы, способные выполнять быстрые сокращения без заметного утомления. Волокна FR-ME содержат большое количество митохондрий и способны образовывать АТФ путем окислительного фосфорилирования.

Как правило, число волокон в FR-ME меньше, чем в S-ME. Волокна FF-ME характеризуются меньшим содержанием митохондрий, чем в FR-ME, а также тем, что АТФ в них образуется за счет гликолиза. В них отсутствует миоглобин, поэтому мышцы, состоящие из МЕ этого типа, называют белыми. Белые мышцы развивают сильное и быстрое сокращение, но довольно быстро утомляются.

Функция[править]

Данный вид мышечной ткани обеспечивает возможность выполнения произвольных движений. Сокращающаяся мышца воздействует на кости или кожу, к которым она прикрепляется. При этом один из пунктов прикрепления остаётся неподвижным — так называемая точка фиксации (лат. púnctum fíxsum), которая в большинстве случаев рассматривается в качестве начального участка мышцы. Перемещающийся фрагмент мышцы называют подвижной точкой, (лат. púnctum móbile), которая является местом её прикрепления. Тем не менее, в зависимости от выполняемой функции, punctum fixum может выступать в качестве punctum mobile, и наоборот.

Клеточная физиология и сжатие[править]

Помимо актина и миозина компоненты, которые образуют саркомер, скелетные мышечные волокона содержат также две другие важные регуляторные белки, тропонин и тропомиозин, которые необходимы для возникновения мышечного сокращения. Эти белки связываются с актином и взаимодействуют, чтобы предотвратить взаимодействие белков с миозином. Клетки скелетных мышц обладают возбудимостью и это зависит от деполяризации нейромедиатора ацетилхолина, выпущенный в нервно-мышечном соединении с помощью двигательных нейронов.[6]

После того, как клетка была достаточно стимулирована, клетки саркоплазматического ретикулума реализуют ионный кальций (Са2+), который затем взаимодействует с регуляторным белком тропонином. Кальций - связанный тропонин претерпевает конформационные изменения, которые приводят в движение тропомиозин, впоследствии выставляя миозин - связывающих участков на актин. Это позволяет миозину и актину создавать АТФ-зависимые крест-мост Велоспорт и укорочению мышцы.

Физика[править]

Мышечная сила пропорциональна физиологической площади поперечного сечения (ФППС), и скорость мышцы пропорциональна длине мышечного волокна.[7] Крутящий момент вокруг сустава, однако, определяется рядом биомеханических параметров, включая расстояние между мышечным окончаниям и точки разворота, размером мышц и архитектурным передаточным числом. Мышцы, как правило, организованы в оппозиции так, что когда одна группа мышц работает, другая группа расслабляется или удлиняется. Антагонизм в передаче нервных импульсов к мышцам означает, что невозможно в полной мере стимулировать сокращение двух антагонистических мышц одновременно. Во время баллистических движений, таких как метание, например, копья, у мышц-антагонистов акт 'тормоза' на мышцы агониста в течение сокращения, особенно в конце движения. На примере метания, груди и передней части плеча (передняя Дельтовидная мышца) вытягивает руку вперед, пока мышцы спины и задней части плеч (по задней Дельтовидной) также включаются и проходят внецентреннее сжатии, чтобы замедлить движение вниз во избежание травм. Частью учебного процесса является обучение расслаблению мышц-антагонистов, чтобы увеличить силу входной грудной клетки и переднего плеча.

Взаимосвязанные мышцы производят вибрацию и звук.[8] Медленные волокна производят от 10 до 30 ударов в секунду (от 10 до 30 Гц). Быстро сокращающиеся волокна производят от 30 до 70 сокращений в секунду (от 30 до 70 Гц).[9] Вибрация может быть свидетелем и ощущается у сильно напряжённых мышц, как при принятии форму кулака. Звук можно услышать, нажав сильно напряжённую мышцу (снова в кулак) рядом с ухом. Звук обычно описывают как рокочущий звук. Некоторые особи могут добровольно произвести этот рокочущий звук путем сокращения тензора литавров мышцы среднего уха. Грохочущий звук можно услышать, когда шея или челюсть мышцы сильно напрягаются.

Патология[править]

Заболевания скелетных мышц называются миопатией en:Myopathies, при болезнях нервов называются периферической нейропатией en:Neuropathies. Заболевания могут повлиять на функции мышц и/или вызвать мышечную боль, и подпадают под категорию нервно-мышечные заболевания. Миопатии были смоделированы с культурой клеток мышечной систем от здоровой или пораженной ткани биопсии. Другим источником скелетных мышц и прародителей является направленная дифференциация en:Directed_differentiation моделирования из плюрипотентных стволовых клеток en:Induced_pluripotent_stem_cells.[10]

См.также[править]

Ссылки[править]

  • [4]- Механизмы развития мышечной ткани (англ.)

Примечания[править]

  1. Birbrair, Alexander; Zhang, Tan; Wang, Zhong-Min; Messi, Maria Laura; Enikolopov, Grigori N.; Mintz, Akiva; Delbono, Osvaldo (2013-03-21). "Role of Pericytes in Skeletal Muscle Regeneration and Fat Accumulation". Stem Cells and Development 22 (16): 2298–2314. doi:10.1089/scd.2012.0647. ISSN 1547-3287. PMC 3730538. PMID 23517218.
  2. https://translate.yandex.by/web?url=http://www.scffitnessroundup.info/tag/myonuclei/
  3. Saladin, Kenneth S. (2010). Anatomy and Physiology (3rd ed.). New York: Watnick. pp. 405–406. ISBN 9780072943689.
  4. Birbrair, Alexander; Zhang, Tan; Wang, Zhong-Min; Messi, Maria Laura; Enikolopov, Grigori N.; Mintz, Akiva; Delbono, Osvaldo (2013-03-21). "Role of Pericytes in Skeletal Muscle Regeneration and Fat Accumulation". Stem Cells and Development 22 (16): 2298–2314. doi:10.1089/scd.2012.0647. ISSN 1547-3287. PMC 3730538. PMID 23517218.
  5. Zammit, PS; Partridge, TA; Yablonka-Reuveni, Z (November 2006). "The skeletal muscle satellite cell: the stem cell that came in from the cold.". The journal of histochemistry and cytochemistry : official journal of the Histochemistry Society 54 (11): 1177–91. doi:10.1369/jhc.6r6995.2006. PMID 16899758.
  6. Costanzo, Linda S. (2002). Physiology (2nd ed.). Philadelphia: Saunders. p. 23. ISBN 0-7216-9549-3.
  7. uoted from National Skeletal Muscle Research Center; UCSD, Muscle Physiology Home Page – Skeletal Muscle Architecture, Effect of Muscle Architecture on Muscle Function
  8. Barry, D. T. (1992). "Vibrations and sounds from evoked muscle twitches". Electromyogr Clin Neurophysiol. 32 (1–2): 35–40. PMID 1541245.
  9. http://www.pponline.co.uk/encyc/endurance-training-unders, Peak Performance – Endurance training: understanding your slow twitch muscle fibres will boost performance
  10. Chal J, Oginuma M, Al Tanoury Z, Gobert B, Sumara O, Hick A, Bousson F, Zidouni Y, Mursch C, Moncuquet P, Tassy O, Vincent S, Miyanari A, Bera A, Garnier JM, Guevara G, Hestin M, Kennedy L, Hayashi S, Drayton B, Cherrier T, Gayraud-Morel B, Gussoni E, Relaix F, Tajbakhsh S, Pourquié O (August 2015). "Differentiation of pluripotent stem cells to muscle fiber to model Duchenne muscular dystrophy". Nature Biotechnology. doi:10.1038/nbt.3297. PMID 26237517. Closed access