Мышечные ткани — это ткани, для которых способность к сокращению является главным свойством. Мышечные ткани составляют активную часть опорно-двигательного аппарата (пассивной частью являются кости, соединения костей).
Общими свойствами всех мышечных тканей является сократимость и возбудимость. К данной группе тканей относятся гладкая, поперечнополосатая скелетная и поперечнополосатая сердечная мышечные ткани. Клетки мышечной ткани имеют хорошо развитый цитоскелет, содержат много митохондрий.
Гладкая (висцеральная) мускулатура
Эта мышечная ткань встречается в стенках внутренних органах (бронхи, кишечник, желудок, мочевой пузырь), в стенках сосудов, протоках желез. Эволюционно является наиболее древним видом мускулатуры.
Состоит из веретенообразных миоцитов — коротких одноядерных клеток. Между клетками имеются межклеточные контакты — нексусы (лат. nexus — связь). Благодаря нексусам возбуждение, возникшее в одной клетке, волнообразно распространяется на все остальные клетки.
Гладкая мышечная ткань отличается своей способностью к длительному тоническому напряжению, что очень важно для работы внутренних органов (к примеру мочевого пузыря), сокращается медленно, практически не утомляется. Скелетная мышечная ткань, которую мы изучим чуть позже, такой способностью не обладает — сокращается и утомляется быстро.
Осуществляется сокращение с помощью клеточных органоидов — миофиламентов, которые расположены в клетке хаотично и не имеют такой упорядоченной структуры, как миофибриллы в скелетной мускулатуре (все познается в сравнении, уже скоро мы их тоже изучим).
Особо заметим, что в гладкой мышечной ткани миофиламенты собираются в миофибриллы только во время сокращения. У таких временных миофибрилл не может быть регулярной организации, а значит ни у таких миофибрилл, ни у гладких миоцитов не может быть поперечной исчерченности.
Гладкая мышечная ткань сокращается непроизвольно (неподвластна воле человека). Работа гладких мышц обеспечивается вегетативной (автономной) нервной системой. К примеру невозможно по желанию сузить или расширить бронхи, кровеносные сосуды, зрачок.
Гладкая мышечная ткань называется неисчерченной, так как не обладает поперечной исчерченностью, характерной для поперечнополосатых скелетной и сердечной мышечных тканей.
Скелетная (поперечнополосатая) мышечная ткань
Скелетная мышечная ткань образует диафрагму (дыхательную мышцу), мускулатуру туловища, конечностей, головы, голосовых связок.
В отличие от гладкой мускулатуры, скелетная образована не отдельными одноядерными клетками, а длинными многоядерными волокнами, имеющими до 100 и более ядер — миосимпластами. Миосимпласт (греч. sim — вместе + plast — образованный) представляет совокупность слившихся клеток, имеет длину от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров (соответствует длине мышцы).
Внутри миосимпласта находится саркоплазма, снаружи миосимпласт покрыт сарколеммой. Сократительные элементы — миофибриллы (лат. fibra — волоконце) — длинные тяжеобразные органеллы в миосимпласте (около 1400).
Характерная черта данной ткани — поперечная исчерченность, выражающаяся в равномерном чередовании светлых и темных полос на мышечном волокне. Это происходит потому, что границы саркомеров в соседних миофибриллах совпадают, вследствие чего все волокно приобретает поперечную исчерченность. Теперь самое время изучить микроскопическую основу мышцы — саркомер.
Саркомер (от греч. sarco — мясо (мышца) + mere — маленький)
Саркомер — элементарная сократительная единица поперечнополосатых мышц, структурная единица миофибриллы. В состав саркомера (и миофибриллы в целом) входят миофиламенты (лат. filamentum — нить) двух типов, которые обеспечивают сократимость мышечной ткани.
Саркомер состоит из актиновых (тонких) и миозиновых (толстых) филаментов, которые образованы главным образом белками актином и миозином. Сокращение происходит за счет взаимного перемещения миофиламентов: они тянутся навстречу друг другу, саркомер укорачивается (и мышца в целом).
Источником энергии для сокращения служат молекулы АТФ. К тому же невозможно представить сокращение мышц без участия ионов кальция: именно они связываются с тропонином, что приводит к изменению конформации тропомиозина (тропонин и тропомиозин — регуляторные белки между нитями актина), за счет чего становится возможно соединение актина и миозина. При сокращении мышц выделяется тепло (сократительный термогенез).
Замечу, что трупное окоченение (лат. rigor mortis) — посмертное затвердевание мышц — связано именно с ионами кальция, которые устремляются в область низкой концентрации (в саркоплазму миосимпласта), способствуя связыванию актина и миозина.
После смерти в мышце перестает синтезироваться АТФ, ее уровень быстро снижается. Как следствие этого перестает функционировать Ca-АТФаза — насос, выкачивающий ионы Ca из саркоплазмы в саркоплазматический ретикулум (мембранная органелла мышечных клеток (сходная с ЭПС), в которой запасаются ионы Ca).
В саркоплазме повышается концентрация ионов Ca — замыкаются мостики между актином и миозином, однако разомкнуться они уже не могут, в связи с чем наблюдается стойкая мышечная контрактура (лат. contractura — стягивание, сужение): конечности очень сложно разогнуть или согнуть.
Вернемся к скелетным мышцам. Имеется еще ряд важных моментов, о которых нужно знать.
В процесс возбуждения вовлекается изолированно один миосимпласт, соседние миосимпласты (волокна) не возбуждают друг друга, в отличие от гладких миоцитов, где возбуждение предается между соседними клетками через нексусы. Скелетные мышцы сокращаются быстро и быстро утомляются (у гладких мышц фазы сокращения и расслабления растянуты во времени, мало утомляются) .
Скелетные мышцы сокращаются произвольно: они подконтрольны нашему сознанию. К примеру, по желанию мы можем изменить скорость движения руки, темп бега, силу прыжка. Мышцы покрыты фасцией, крепятся к костям сухожилиями, и, сокращаясь, приводят в движение суставы.
Сердечная поперечнополосатая мышечная ткань
Сердечная мышечная ткань образует мышечную оболочку сердца — миокард (от др.-греч. μῦς «мышца» + καρδία — «сердце»). Миокард — средний слой сердца, составляющий основную часть его массы. При работе сердечная мышечная ткань не утомляется.
Читайте также: Как выбрать краситель для ткани
Сердечная мышечная ткань состоит из кардиомиоцитов — одиночных клеток, имеющих поперечную исчерченность. Соединяясь друг с другом, кардиомиоциты образуют функциональные волокна.
Этот тип мышечной ткани удивительным образом сочетает свойства двух предыдущих, изученных нами, тканей (возбудимость, сократимость) и имеет одно новое уникальное свойство — автоматизм.
Автоматизм — способность сердечной мышечной ткани возбуждаться и сокращаться самопроизвольно, без влияний извне. Это легко можно подтвердить, наблюдая сокращения изолированного сердца лягушки в физиологическом растворе: сокращения сердца в нем будут продолжаться несколько десятков минут после отделения сердца от организма.
Места контактов соседних кардиомиоцитов — вставочные диски (в их составе находятся нексусы), благодаря которым возбуждение одной клетки передается на соседние, таким образом волнообразно охватываются возбуждением и сокращаются новые участки миокарда.
Большое число контактов между кардиомиоцитами обеспечивает высокую эффективность и надежность проведения возбуждения по миокарду. Сокращается эта ткань непроизвольно, не утомляется.
На рисунке или микропрепарате узнать данную ткань можно по центральному положению ядер в клетках, поперечной исчерченности, наличию вставочных дисков и анастомозов (греч. anastomosis — отверстие) — мест соединений боковых поверхностей функциональных волокон (кардиомиоцитов).
В норме возбуждение проводится по проводящей системе сердца от предсердий к желудочкам (однонаправленно). Участок сердечной мышцы, в котором генерируются импульсы, определяющие частоту сердечных сокращений — водитель сердечного ритма.
Автоматизм возможен благодаря наличию в миокарде особых пейсмекерных (англ. pacemaker — задающий ритм) клеток, которые также называют водителями ритма. Они спонтанно генерируют нервные импульсы, которые охватывают весь миокард, в результате чего осуществляется сокращение. Именно благодаря водителям ритма сердце лягушки продолжает биться, будучи полностью отделенным от тела.
Ответ мышц на физическую нагрузку
Физические нагрузки приводят к гипертрофии мышц (от др.-греч. ὑπερ- чрез, слишком + τροφή — еда, пища) — в них увеличивается количество мышечных волокон, объем мышечной массы нарастает.
В условиях гиподинамии (от греч. ὑπό — под и δύνᾰμις — сила), то есть пониженной активности, мышцы уменьшаются вплоть до полной атрофии (греч. а – «не» + trophe – питание). В худшем случае волокна мышечной ткани перерождаются в соединительную ткань, после чего пациент становится обездвиженным.
Необходимо отметить, что сердечная мышечная ткань также дает ответную реакцию на чрезмерную нагрузку: сердце увеличивается в размере, нарастает масса миокарда. Причиной могут быть генетические заболевания, повышенное артериальное давление. Гипертрофия сердца — состояние, требующее вмешательства врача и наблюдения за пациентом.
В большинстве случае гипертрофия сердца обратима, а у спортсменов наблюдается так называемая физиологическая гипертрофия (вариант нормы).
Происхождение мышц
Мышцы развиваются из среднего зародышевого листка — мезодермы.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Урок Бесплатно Мышечная система
Введение
- гладкие мышцы- находятся в стенках внутренних органов (пищеварительный канал, бронхи, кровеносные сосуды)
- поперечнополосатые мышцы (скелетные, прикрепляются к костям)
- сердечная мышца
Только скелетные мышцы являются составной частью опорно- двигательной системы (ОДС), совместно с костями и их соединениями.
Нередко эту систему называют костно- мышечной.
Скелет считают пассивной частью, а мышцы, которые при сокращении изменяют положение тела в пространстве, считают активной частью опорно- двигательной системы.
Мышцы человека не только участвуют в движении человека, но и выполняют другие функции:
- осуществляют дыхательные и глотательные движения
- формируют мимику
- участвуют в образовании ротовой, грудной, брюшной и тазовой полостей
- входят в состав стенок глотки, гортани и других органов
- осуществляют движение глаз
- оказывают влияние на кровообращение и развитие, форму костей
В организме человека насчитывается около 600 мышц.
Благодаря особому строению мышцы могут сокращаться и приводить в движение скелет человека.
Давайте заглянем в микроскопический мир мышц!
Скелетные мышцы и строение мышечных клеток (волокон)
Мышцы, которые прикрепляются к костям, называются скелетными. Они являются составной частью опорно- двигательной системы.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Происхождение названия «мышца».
Древнегреческие ученые дали мышце название mys «мышь», так как некоторые длинные мышцы (например, двуглавая мышца плеча) при сокращении показались им похожими на дрожащую мышь со сгорбленной спинкой.
Также мышца сокращается и как бы вздувается под кожей. Это вздутие видно снаружи, и кажется, будто под кожей пробежала мышка, поэтому и дали мышцам такое название.
Скелетные мышцы состоят из поперечнополосатой мышечной ткани, а контролирует деятельность мышц соматическая нервная система. Кровеносная система активно снабжает мышечную ткань кислородом и питательными веществами, также выводит углекислый газ и продукты распада обмена веществ.
Вот так выглядит поперечнополосатая мышечная ткань под микроскопом:
Мышечная ткань состоит из клеток- миоцитов, которые имеют вид длинного и тонкого волокна, поэтому эти клетки и называют мышечным волокном.
Миоцит имеет много ядер в клетке, что является результатом слияния большого количества клеток.
Читайте также: Мебель арт инстрой ткани
Клетки мышечной ткани способны к возбудимости и сократимости.
Возбудимость- способность клеток отвечать на внешние раздражители.
Сократимость- способность клеток менять свои размеры под действием раздражителей.
Выделяют два типа мышечных волокон:
Вдоль скелетных мышечных клеток идут нитевидные структуры- миофибриллы, которые являются функциональной единицей мышечного волокна.
Миофибриллы- это органеллы клеток поперечнополосатых мышц, обеспечивающие их сокращение, занимают практически всю цитоплазму клетки, при этом ядра клетки оттесняются на периферию.
Каждая миофибрилла состоит из параллельно расположенных саркомеров- составных и сократимых единиц мышечного волокна.
Саркомеры состоят из белков: миозина (толстые нити) и актина (тонкие нити), благодаря которым происходит сокращение мышечной клетки.
Границы саркомеров соседних мышечных волокон совпадают. В результате под микроскопом мы видим, что мышечные клетки имеют поперечную исчерченность.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Строение миофибриллы
Как вы уже прочитали, миофибриллы состоят из саркомеров.
Посмотрите подробное строение миофибриллы и саркомера:
Строение миофибриллы:
- А-диск состоит из множества темных нитей миозина
- I-диск состоит из множества светлых нитей актина
- Z-линия- это линия в центре I-диска, отделяющая один саркомер от другого.
Можно сказать, что саркомер- это участок между двумя Z-линиями.
На участке А-диска перекрываются тонкие актиновые и толстые миозиновые нити.
Мышечное сокращение
Работу скелетных мышц мы можем контролировать.
Нервный импульс, от середины мышц к ее концам, передают двигательные нейроны (мотонейроны), вызывая сокращение мышц.
Нервный импульс идет с огромной скоростью, быстро передавая сигнал от одной миофибриллы к другой.
При мышечном сокращении каждый саркомер укорачивается.
Обычно этот процесс описывается как скольжение актиновых и миозиновых нитей относительно друг друга.
Но фактически толстые миозиновые нити тянут актиновые нити по их длине, с помощью специальных «головок» миозина, которые как крючочки цепляются за нити актина.
Каждая миозиновая головка «шагает» вдоль актиновой нити.
Она упирается в актиновую нить и заставляет ее смещаться относительно толстой нити миозина.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Мышцы отличаются большой живучестью. Даже после смерти животного или человека многие мышцы долго сохраняют способность к сокращению.
Так как в мертвом организме головной мозг не может посылать нервные импульсы к мышцам, то и мышца не может сократиться.
Свойство сокращения мышц после гибели животного используют физиологи, изучающие работу мышц.
Например, вырезанную мышцу лягушки можно заставить сокращаться, если раздражать ее электричеством.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Внешнее строение скелетных мышц
Мышца как орган состоит из мышечной и соединительной ткани, сосудов и нервов, имеет определенную форму и выполняет соответствующую ей функцию.
Мышечные волокна собраны в пучки.
Множество пучков образуют мышцу, которая покрыта общей соединительнотканной оболочкой фасцией.
На концах мышц эта фасция превращается в сухожилия, которые прикрепляют мышцу к костям.
Таким образом, в мышце выделяют следующие основные части:
- брюшко, которое может активно сокращаться, оно образовано мышечными волокнами и переходит в сухожилия
- головку— начальную часть мышцы
- хвост— концевая часть мышцы
Большинство мышц человека имеют одну головку и один хвост.
По форме строения тела мышцы бывают:
1) Веретенообразные
Веретенообразные мышцы располагаются на конечностях, осуществляя их работу (сгибание, разгибание локтевых, коленных суставов). По числу входящих в состав тела брюшков могут быть одно- и двубрюшные.
а) однобрюшные, в свою очередь, могут иметь несколько головок и прикрепляться к разным костям
2) Лентовидные (прямые)
Лентовидные мышцы образуют стенки туловища, стенки брюшной и грудной полостей, также на шее и голове (пример: грудино-ключично-сосцевидная мышца).
3) Косые (перистые)
Перистые мышцы: одноперистые, двуперистые, многоперистые мышцы. Перистая форма расположения мышечных пучков характерна для сильных мышц. Чаще они короткие и могут развивать большую силу и выносливость.
4) Параллельные
Параллельные мышцы называют ловкими, т.к. могут выполнять более тонкую работу.
По сравнению с перистыми они имеют большую длину, при этом менее выносливы.
Круговые мышцы располагаются вокруг отверстий тела.
- круговая мышца рта закрывает отверстие рта, служит для стягивания и выдвижения вперед губ.
- круговая мышца глаз- смыкает веки, производит зажмуривание глаза, расширяет слёзный мешок и влияет на отведение слёзной жидкости через слёзные канальцы
6) Конвергентные мышцы
Конвергентные мышцы образуются путем сближения рядом лежащих мышц, например, большая грудная мышца, которая выполняет сгибание плеча, приведение его к туловищу и приподнимает ребра, участвуя в акте вдоха.
По длине и ширине мышцы можно разделить на:
- длинные мышцы встречаются там, где размах движения велик (например, на конечностях)
- короткие мышцы залегают там, где размах движения мал (например, между отдельными позвонками)
- широкие мышцы располагаются преимущественно на туловище, в стенках полостей тела (например, мышцы живота); поверхностные мышцы спины и груди идут в разных направлениях, и мышцы не только обеспечивают большое разнообразие движений, но и способствуют укреплению стенок полостей тела
Классификация мышц
По строению тела
По направлению волокон
По отношению к частям тела
По расположению в теле человека
По отношению к суставам
- одноглавые (плечевая)
- двуглавые (бицепс)
- трехглавые (трицепс)
- четырехглавые (квадрицепс берда)
- веретенообразные (плечевая, бицепс, трицепс)
- лентовидные (портняжная мыщца)
- косые, бывают 1,2,3, многоперистые
- параллельные
- круговые (круговая мышца рта)
- антагонисты: противоположно действующие: сгибатели и разгибатели
- мышцы-синергисты: расположены по одну сторону оси сустава и действуют в одном направлении
- сфинктеры- круговые мышцы (круговая мышца рта)
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Читайте также: Проводящую функцию выполняют ткани флоэма ксилема
После интенсивной нагрузки через день у нетренированных людей возникает тянущая боль в мышцах.
Это происходит из-за накапливания в мышцах вредных веществ, а в частности, молочной кислоты, которая не успела выйти с током крови из мышц.
При активной работе может создаться дефицит кислорода, который окисляет глюкозу. Продукт неполного окисления глюкозы- молочная кислота.
Молочная кислота воздействует на мышцы и рецепторы, что вызывает боль.
При таких мышечных болях хорошо проводить массаж, расслабляющий мышцы; делать легкие упражнения, чтоб усилить кровоток в мышцах; принимать теплый душ, ну и тренироваться регулярно, чтобы мышцы привыкли к нагрузкам.
Работа мышц
Для работы мышц требуется немало энергии, которая образуется в результате распада питательных веществ, поступающих с пищей.
А для совершения движений необходима работа нескольких групп мышц.
Мышечное волокно способно сократиться лишь после того, как получит нервный сигнал от нейрона (исполнительного мотонейрона).
Наши мышцы находятся в тонусе, находясь под влиянием постоянных нервных импульсов.
Если мышцы длительное время интенсивно работают, то в них происходит истощение запасов энергии и накопление вредных веществ, а также утомление нервных центров, которые контролируют работу мышц, все это приводит к утомлению мышц.
Утомление мышц— это временное снижение работоспособности мышц в результате работы.
После некоторого периода отдыха мышцы восстанавливают свою работоспособность.
Поэтому важно при работе чередовать статическую работу мышц на динамическую.
Статическая работа связана с длительным удержанием определённой позы в пространстве (удерживание какого-нибудь предмета на вытянутых руках, стойка «смирно»)
Динамическая работа связана с перемещением тела и его частей в пространстве (бег, прыжки).
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Почему мы дрожим, когда холодно?
Мышцы при работе выделяют тепло.
Например, пильщики дров даже зимой работают без верхней одежды.
Если человек замерз и не хочет активно двигаться, то организм его начинает проделывать сокращения мышц помимо его желания.
Эти движения состоят в судорожном сокращении мышц- дрожи.
Дрожь способствует выделению тепла!
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Гладкие и сердечные мышцы
Гладкие и сердечная мышцы не относятся к опорно- двигательной системе.
Гладкие мышцы образует гладкая мышечная ткань.
В отличие от поперечнополосатых мышц, они не являются отдельными мышцами, а составляют только часть органов.
Гладкие мышцы находятся в стенках органов пищеварительного канала, бронхов, кровеносных и лимфатических сосудов, мочевого пузыря, в матке, а также в радужной оболочке глаза, коже и железах.
Для них характерно очень медленное сокращение, которое может длиться многие минуты и даже часы.
Они способны работать долго и с большой силой, причем практически без утомления мышц.
Например, мышцы стенок артерий, находятся в сокращенном состоянии всю жизнь человека.
Гладкие мышцы, в отличие от скелетных, сокращаются произвольно, т.е. человек не может их контролировать, потому что они иннервируются вегетативными нервными волокнами.
Сокращение мышц происходит под действием химических веществ: ацетилхолина и адреналина.
Сердечная мышца
Данный тип мышцы расположен только в среднем слое стенки сердца- миокарде. Больше нигде этот вид мышц вы не встретите.
Эта мышца также имеет поперечную исчерченность, поэтому схожа со скелетными мышцами. Однако своей выносливостью она имеет сходство и с гладкими мышцами.
Сердечная мышца относится к непроизвольным мышцам, хотя бывали случаи, когда человек мог контролировать биение своего сердца.
Строение сердечной мышечной ткани:
Клетки сердечной мышечной ткани чаще одноядерные.
В клетках находятся миофибриллы, которые сходны по строению с миофибриллами поперечнополосатых мышц.
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!
Мышцы сердца сами подают себе сигналы к сокращению.
Это называется автоматия сердца.
Автоматия сердца- это его способность к ритмическому сокращению без всяких видимых раздражений под влиянием импульсов, возникающих в самом органе.
Неслучайно врачи заставляют забиться остановившееся сердце, пропустив через него электрические разряды тока, которые могут вызвать сокращение сердечной мышцы и восстановление автоматии сердца.
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации
Это интересно
За счет чего происходит увеличение мышечной массы?
Первая версия.
Существовало мнение, что мышцы растут за счет увеличения количества мышечных клеток. Это явление назвали гиперплазия.
Но мы знаем, что клетки скелетных мышц не способны делиться у взрослого человека, а, следовательно, рост мышц за счет этого процесса у человека не происходит.
Но следует заметить, что у некоторых животных гиперплазия мышечных клеток возможна, например, у птиц.
Также в медицинской практике встречаются случаи регенерации мышечных клеток у человека.
Вторая версия
Считают, что мышцы растут вследствие «микротравм» клеток, получаемых во время тяжелых тренировок, которые в последующем «залечиваются» и таким образом увеличивают мышцу.
Третья версия
Есть два способа увеличения мышечной массы:
- саркоплазматическая гипертрофия- увеличение объема мышечных волокон за счет увеличения объема саркоплазмы- цитоплазмы мышечной клетки
- миофибриллярная гипертрофия- увеличение объема мышечных волокон за счет увеличения количества миофибрилл
Заключительный тест
Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации