В мышечной ткани человека содержится высокий процент воды - приблизительно 75%; 20-25% сухого остатка от массы мышц образуют белки и другие органические соединения. Также небольшой процент (1-1,5%) занимают минеральные соединения, которые находятся в основном в состоянии ионов.
Мышечное волокно является структурной единицей скелетных мышц, представляя собой большую многоядерную клетку. Снаружи клетка окружена плазматической оболочкой –сарколеммой, которая покрыта сетью коллагеновых волокон, придающих ей прочность и эластичность. На ней также находятся места крепления с окончаниями двигательных нервов- синапсов (нервно-мышечных соединений).
Внутреннее пространство мышечного волокна заполнено внутриклеточной жидкостью - саркоплазмой. Около 80% объема мышечного волокна занимают сократительные нити – миофибриллы. Они имеют вид длинных тонких нитей, которые располагаются вдоль мышечного волокна. Их количество может колебаться в диапазоне от нескольких десятков до тысяч. При длительных силовых тренировках количество миофибрилл может увеличиваться.
При исследовании срезов мышечных волокон обнаружено, что миофибриллы состоят из большого числа параллельно расположенных толстых и тонких нитей (филаментов). Толстые нити состоят из белка миозина. Миозин – это сократительный белок, он составляет больше половины от всего количества сократительных белков. Молекула миозина состоит из двух частей: глобулярной головки и хвоста.
Среди толстых нитей есть полосы, которые задерживают видимый свет (при использовании микроскопа), они получили название анизотропные или А-диски, а части тонких нитей, которые легко пропускают луч света, называют изотропными, или I-дисками. В середине пучка тонких нитей поперечно располагается тонкая пластинка из белка, которую называют Z-линией. Участок миофибриллы между двумя Z-линиями называют саркомерами. Каждая миофибрилла состоит из сотен таких саркомер.
Тонкие нити состоят из трех белков: актина, тропонина и тропомиозина, основным из которых является актин. Это второй по количеству сократительный белок, из которого состоят актиновые нити. Он обладает двумя очень важными свойствами. Первая из них - это то, что актин способен образовывать длинные цепи. И второе - он может соединяться с миозиновыми головками и благодаря этому между толстыми и тонкими нитями образуются своеобразные спайки или «мостики», которые принимают важное участие в процессе сокращения мыщцы. Белок тропонин блокирует взаимодействие актина с миозином.
Одними из важнейших органелл (структур, выполняющих различные функции для поддержания деятельности клетки) мышечного волокна являются митохондрии. Они выполняют роль «энергетических станций» мышечного волокна. При окислении веществ происходит выделение энергии, которая идет на присоединение третьей фосфатной группы к молекуле Аденезиндифосфата или АДФ, что приводит к образованию Аденезинтрифосфата или сокращенно АТФ – универсального источника энергии для мышечного сокращения. При окислении количество митохондрий в тренированных мышцах по сравнению с нетренированными увеличивается.
Мышечные волокна обладают системой трубчатых выпячиваний сарколеммы, так называемой Т-системой. Она обеспечивает быстрое распространение волны возбуждения от синапса внутрь волокна.
Также мышечные волокна имеют в своем составе несколько ядер, которые расположены непосредственно под сарколемой.
Длина отдельных мышечных клеток может достигать 10 см, а толщина – до 0,1см. К мышечному волокну подходят окончания двигательных нервов, а также множество кровеносных сосудов. Двигательный нерв (мотонейрон) имеет разветвленные аксоны (длинные цилиндрические отрезки нервной системы) и может возбуждать несколько мышечных волокон.
Чем лучше проводимость мышечных волокон, тем более интенсивным может быть возбуждение и гораздо быстрее и сильнее сработает возбужденная мышца. Снабжение мышечных тканей нервами обеспечивает их связь с центральной системой и называется иннервацией.
Разные типы мышечных волокон имеют разные условия иннервации.
Мотонейрон, иннервирующий медленносокращающиеся волокна, имеет небольшие размеры тела и управляет небольшим количеством мышечных волокон (10-180).
Мотонейроны быстросокращающихся волокон более крупные, они имеют большое тело клеток и сильно разветвлённую сеть аксонов, поэтому иннервируют значительно больше волокон (от 300 до 500). Также эти волокна имеют большую зону прилегания нервного окончания, что дает возможность для лучших условий иннервации и возникновения потенциала действия.
Автор: Вячеслав Казанцев
