Непроизвольно-сокращающиеся мышцы. О мышцах Классификация мышц по различным критериям

Функционально мышцы подразделяют на произвольные и непроизвольные. Произвольные мышцы состоят из поперечнополосатой мышечной ткани и сокращаются по воле человека (произвольно). Это мышцы головы, туловища, конечностей, языка, гортани и др. Непроизвольные мышцы состоят из гладкой мышечной ткани и располагаются в стенках внутренних органов, кровеносных сосудов, в коже. Сокращения этих мышц не зависят от воли человека (сокращение непроизвольное подразделяют на произвольные и непроизвольные. Произвольные мышцы состоят из поперечнополосатой мышечной ткани и сокращаются по воле человека (произвольно). Это мышцы головы, туловища, конечностей, языка, гортани и др. Непроизвольные мышцы состоят из гладкой мышечной ткани и располагаются в стенках внутренних органов, кровеносных сосудов, в коже. Сокращения этих мышц не зависят от воли человека (сокращение непроизвольное

Скелетные мышцы Если скелетные мышцы проводят возбуждение с большой скоростью и сокращаются быстро, то сокращение гладких мышц осуществляется более медленно и возбуждение передается более медленно Если скелетные мышцы проводят возбуждение с большой скоростью и сокращаются быстро, то сокращение гладких мышц осуществляется более медленно и возбуждение передается более медленно

Состав мышцы входят мышечные волокна, которые располагаются обычно параллельно друг другу и объединяются в пучки. Отдельные мышечные пучки и вся мышца имеют тонкую соединительнотканную оболочку, а группы мышц или отдельные мышцы покрыты более плотной оболочкой - фасцией. Мышцы оканчиваются сухожилиями, при помощи которых они прикрепляются к костям, и снабжены кровеносными сосудами и нервами. входят мышечные волокна, которые располагаются обычно параллельно друг другу и объединяются в пучки. Отдельные мышечные пучки и вся мышца имеют тонкую соединительнотканную оболочку, а группы мышц или отдельные мышцы покрыты более плотной оболочкой - фасцией. Мышцы оканчиваются сухожилиями, при помощи которых они прикрепляются к костям, и снабжены кровеносными сосудами и нервами.пучки

ФОРМЫ МЫШЦ Простейшей является веретенообразная форма мышц: различают утолщенную среднюю часть - брюшко и два конца, из которых верхний обычно является началом (неподвижная точка мышцы), а нижний - прикреплением (подвижная точка мышцы).. Подвижный конец может прикрепляться к костям не только в одной точке, но и в двух (двуглавая мышца), трех (трехглавая) и более точках. Мышцы никогда не сокращаются поодиночке, они всегда действуют группами. Простейшей является веретенообразная форма мышц: различают утолщенную среднюю часть - брюшко и два конца, из которых верхний обычно является началом (неподвижная точка мышцы), а нижний - прикреплением (подвижная точка мышцы).. Подвижный конец может прикрепляться к костям не только в одной точке, но и в двух (двуглавая мышца), трех (трехглавая) и более точках. Мышцы никогда не сокращаются поодиночке, они всегда действуют группами.

Скелетные (соматические) мышцы Скелетные (соматические) мышцы Функции скелетных мышц зависят от того, к чему они прикреплены, и где находятся точки их прикрепления. Большинство скелетных мышц прикрепляются к костям и осуществляют различные движения в суставах. Функции скелетных мышц зависят от того, к чему они прикреплены, и где находятся точки их прикрепления. Большинство скелетных мышц прикрепляются к костям и осуществляют различные движения в суставах. Мышцы "брюшного пресса" - защищают и поддерживают внутренние органы, участвуют в дыхании, опорожнении кишки и мочевого пузыря Мышцы "брюшного пресса" - защищают и поддерживают внутренние органы, участвуют в дыхании, опорожнении кишки и мочевого пузыря

Всего в теле человека около 600 скелетных мышц, которые составляют 40% всего веса тела. У новорожденных и у детей мышцы составляют не более % веса тела, а в старости их доля уменьшается до 25-30% от веса тела Всего в теле человека около 600 скелетных мышц, которые составляют 40% всего веса тела. У новорожденных и у детей мышцы составляют не более % веса тела, а в старости их доля уменьшается до 25-30% от веса тела

Работа мышц У человека хорошо развиты мышцы, удерживающие тело в разогнутом (вертикальном) положении. При расслаблении этих мышц тело сгибается под действием силы тяжести У человека хорошо развиты мышцы, удерживающие тело в разогнутом (вертикальном) положении. При расслаблении этих мышц тело сгибается под действием силы тяжести

Соматические мышцы с особыми функциями Некоторые соматические мышцы выполняют в организме функции, не связанные с движениями частей скелета. Эти мышцы имеют своеобразную форму, особое расположение и точки прикрепления. Однако по своему тканевому составу, микроскопическому строению, механизмам работы и способам регуляции они не отличаются от обычных скелетных мышц.

Мышцы тазового дна поддерживают органы таза. Круговые волокна этих мышц охватывают прямую кишку и мочеиспускательный канал, образуя замыкатели – сфинктеры поддерживают органы таза. Круговые волокна этих мышц охватывают прямую кишку и мочеиспускательный канал, образуя замыкатели – сфинктеры

Мышцы, выполняющие одни и те же движения, называют синергистами, а противоположное - антагонистами. Например, в сгибании тела участвуют несколько мышц - все они синергисты, а антагонисты - плечевая мышца - сгибатель и трехглавая - разгибатель., выполняющие одни и те же движения, называют синергистами, а противоположное - антагонистами. Например, в сгибании тела участвуют несколько мышц - все они синергисты, а антагонисты - плечевая мышца - сгибатель и трехглавая - разгибатель.

Работа мышц Регуляция работы мышц-антагонистов Регуляция работы мышц-антагонистов Возбуждение определенного участка коры больших полушарий (двигательный центр) ведет к сокращению мышцы, а торможение - к расслаблению Возбуждение определенного участка коры больших полушарий (двигательный центр) ведет к сокращению мышцы, а торможение - к расслаблению

Тонус мышц Мышцы в живом организме никогда, даже при покое, не бывают полностью расслаблены, они находятся в состоянии некоторого напряжения - тонуса. Мышечный тонус поддерживается редкими импульсами, поступающими в мышцы из центральной нервной системы. Благодаря мышечному тонусу поддерживается устойчивость и положение Мышцы в живом организме никогда, даже при покое, не бывают полностью расслаблены, они находятся в состоянии некоторого напряжения - тонуса. Мышечный тонус поддерживается редкими импульсами, поступающими в мышцы из центральной нервной системы. Благодаря мышечному тонусу поддерживается устойчивость и положение

Мышца не может производить работу беспрерывно. При длительном сокращении наступает постепенное снижение работоспособности мышц. Такое состояние носит название мышечного утомления; сокращения становятся более замедленными. Мышца не может производить работу беспрерывно. При длительном сокращении наступает постепенное снижение работоспособности мышц. Такое состояние носит название мышечного утомления; сокращения становятся более замедленными.

Утомление Утомление - особое состояние, которое проявляется в ухудшении двигательных функций, координации движений, снижении работоспособности; носит временный характер. Биологическое значение утомления: Это сигнал о том, что ресурсы организма начинают истощаться.

Передвижение, перемещение частей тела относительно друг друга, работа внутренних органов, акты дыхания, кровообращения, пищеварения, выделения осуществляются благодаря деятельности различных групп мышц.

В теле три типа мышц: поперечнополосатые скелетные (произвольные); гладкие мышцы внутренних органов, сосудов и кожи, и сердечная мышца (непроизвольные). Отдельно рассматриваются специализированные сократительные образования - миоэпителиальные клетки, мышцы зрачка и цилиарного тела глаза. Помимо свойств возбудимости и проводимости, мышцы обладают сократимостью, то есть способностью укорачиваться или изменять степень напряжения при возбуждении. Функция сокращения возможна благодаря наличию в мышечной ткани специальных сократительных структур. На поперечном сечении продольноволокнистой скелетной мышцы видно, что она состоит мз первичных пучков, содержащих 20 - 60 волокон. Каждый пучок отделён соединительной оболочкой - перимизиумом, а каждое волокно - эндомизиумом. Отдельное волокно покрыто клеточной оболочкой - сарколеммой. Сразу под ней, примерно через каждые 5 мкм по всей длине, расположены ядра. Волокна имеют характерную поперечную исчерченность, которая обусловлена чередованием оптически более или менее плотных участков. Волокно образованно множеством параллельных нитей - миофибрилл. В свою очередь те состоят из миофиламентов, двух типов белков - актина и миозина, которые и придают поперечную исчерченность. Когда в мышцу по нервному волокну поступает сигнал из мозга, миофиламенты скользят навстречу друг другу, и мышечные волокна становятся короче - мышца сокращается.

В обычных условиях скелетные мышцы возбуждаются импульсами, которые поступают по волокнам двигательных нейронов (мотонейронов), в передних рогах спинного мозга или в ядрах черепно-мозговых нервов. В зависимости от количества концевых разветвлений, нервное волокно образует синоптические контакты с большим или меньшим числом мышечных волокон. Мотонейрон, его длинный отросток (аксон) и группа мышечных волокон, иннервируемых этим аксоном, составляют двигательную или нейромоторную единицу. Нейромоторная единица работает как единое дело: импульсы, исходящие от мотонейрона, приводят в действие мышечные волокна. Чем более тонка, специализированна в работе мышца, тем меньшее количество мышечных волокон входит в нейромоторную единицу. Малые двигательные единицы включают лишь 3 - 5 волокон (например, в мышцах глазного яблока, мелких мышцах лицевой части головы), большие двигательные единицы - до нескольких тысяч волокон (в крупных мышцах туловища и конечностей). В большинстве мышц двигательные единицы соответствуют первичным мышечным пучкам, каждый из которых содержит от 20 до 60 мышечных волокон. Двигательные единицы различаются не только числом волокон, но и размером нейронов - большие двигательные единицы включают более крупный нейрон с относительно более толстым аксоном. Сокращению мышечных волокон предшествует их электрическое возбуждение, вызываемое разрядоммотонейронов в области концевых пластинок. Возникающий под влиянием медиатора потенциал концевой пластинки, достигнув порогового уровня, вызывает генерацию потенциала действия, распространяющегося в обе стороны вдоль мышечного волокна. Возбудимость мышечных волокон ниже возбудимости нервных волокон, иннервирующих мышцы, хотя критический уровень деполяризации мембран в обоих случаях одинаков. Это объясняется тем, что потенциал покоя мышечных волокон выше (около -90 мВ) потенциала покоя нервных волокон (-70 мВ). Следовательно, для возникновения потенциала действия в мышечном волокне, необходимо деполяризовать мембрану на большую величину, чем в нервном волокне. Длительность потенциала действия в мышечном волокне составляет 5 мс (в нервном соответственно 0,5 - 2мс), скорость проведения возбуждения до 5 м/с (в миелиновых нервных волокнах - до 120 м/с). Сокращение - это изменение механического состояния миофибриллярного аппарата мышечных волокон под влиянием нервных импульсов. Внешне сокращение проявляется в изменении длины мышцы или степени её напряжения, или одновременно того и другого. Существуют произвольные и непроизвольные мышечные сокращения. Произвольные это те, контролируются сознанием. Например работа скелетных мышц. Мышцы, находящиеся непосредственно под кожей, называются поверхностными. Залегающие под ними называются глубокими. В основном они функционируют по парно: одна сокращается, другая расслабляется. Таким образом, движения тела зависят от согласованного сокращения и расслабления мышечных пар. Гладкие мышцы, или мышцы непроизвольных движений находятся главным образом в стенках полых внутренних органов, таких как пищевод или мочевой пузырь. Они играют важную роль в процессах, не зависящих от нашего сознания, например, в перемещении пищи по пищеварительному тракту (перистальтике). Короткие веретеновидные клетки гладких мышц образуют пластины. Сокращаются они медленно и ритмично, подчиняясь сигналам вегетативной нервной системы. Сознательно управлять их сокращением мы не можем. У сердечной мышцы - мышечные волокна ветвящиеся, с поперечной исчерченностью. Образуют сложнопереплетённую сеть. Сердечная мышца также сокращается автоматически, без участия сознания. Эта мышца, перекачивающая кровь по телу, успевает за жизнь человека сократиться в среднем более двух миллиардов раз. В нашем организме постоянно осуществляется множество непроизвольных движений. Так дыхание наше никогда не прерывается, мы непроизвольно моргаем глазами. Когда нам холодно, маленькие мышцы начинают действовать так, что мы этого почти не замечаем: возникает дрожь или гусиная кожа. Иногда при слишком сильной усталости, или большом напряжении, или длительной неподвижности мышца сокращается, твердеет и отказывается действовать. В таком случае мы испытываем болезненную судорогу.

Физическая культура – существенная часть здравоохранения. Чем выше культура использования нами собственного тела, тем больше наши возможности, тем меньше шансов заболеть.

База для физкультуры.

Физическая культура имеет дело исключительно с произвольно сокращаемыми мышцами. Произвольно сокращаемыми называют мышцы, работой которых человек может управлять сознательно. К ним относится большинство скелетных мышц – мышц головы, шеи, туловища и конечностей. Только некоторыми такими мышцами (например, мышцей, выпрямляющей позвоночник , которая включается, если есть опора тела на стопы) сознательно мы управлять не можем.

Скелетные мышцы состоят из поперечно-полосатых мышечных волокон, связанных в пучки соединительнотканными оболочками (фасциями). Оболочки по концам мышц переходят в сухожилия. С помощью сухожилий мышцы прикрепляются к костям. Такие мышцы могут иметь несколько частей или брюшек, также связанных сухожилиями.

Сокращения мышц вызываются импульсами центральной нервной системы, причём каждая мышца связана с ЦНС нервами, проводящими мышечные ощущения и приводящими к ней нервное возбуждение. В мышцах совершается энергичный обмен веществ, в связи с чем они богато снабжены кровеносными сосудами, в мышцы входят и нервы, вместе с которыми они разветвляются в толще мышцы соответственно мышечным пучкам.

Каждая мышца является отдельным органом, имеющим свою определенную, присущую только ему форму и функцию.

Здоровье человека и физкультура.

Сокращаясь и расслабляясь, мышцы совершают работу. Наибольшая работа, которую может совершить мышца, - это сокращение из полностью расслабленного состояния (за исключением постоянного небольшого напряжения тонуса), когда её потенциальная энергия сжатия максимальна. Отсюда следует одно из основных правил физической культуры и здорового образа жизни: тренируемые мышцы между нагрузками должны полностью расслабляться.

Нормальная мышечная работа обеспечивает движения тела и естественные биохимические процессы в организме. Значит, необходима регулярная работа всех мышц тела в объёме, близком к естественному для них. Недостаточная активность отдельных мышц при не очень здоровом образе жизни должна восполняться физкультурой. Поэтому здоровье человека и физкультура тесно связаны.

Часть энергии, получаемой при работе мышц, тратится на поддержание хорошего функционального состояния мышц, их обновление и рост. Таким образом, состояние каждой мышцы зависит от регулярности получаемой ею нагрузки и полноты расслабления. Регулярное сокращение и расслабление мышц способствует также нормальной работе проходящих через них кровеносных сосудов, что особенно важно для тока венозной крови, так как вены имеют менее жёсткие оболочки. Поэтому, понятно ещё одно основное правило физической культуры и здорового образа жизни: не занятые достаточной и регулярной работой произвольно сокращаемые мышцы должны упражняться для сохранения всех естественных процессов, присущих нашему организму.

Усталость мышц

Если постоянно работают одни и те же мышцы (например, при преимущественном использовании только одной руки), они будут быстро уставать. Усталость мышц наступает при накоплении в мышечной ткани продуктов обмена веществ (самый известный из них - остаток молочной кислоты), оказывающих угнетающее воздействие на сокращения мышечных волокон, а также при истощении энергетических запасов (гликогена, а затем и АТФ). Повышение культуры работы тела должно приводить к меньшей утомляемости. Повседневные движения должны быть максимально разнообразны. Это простое правило физической культуры и здорового образа жизни противоречит нашим привычкам, но стремиться к этому необходимо.

Чрезмерная усталость мышц может приводить к судорогам. Уставшие мышцы частично сохраняют напряжение, это напряжение ухудшает кровоток, и, таким образом, усталость способствуют появлению скачков артериального давления. Усталость мышц нужно снимать. Мышцы должны отдыхать не меньше, чем необходимо для выведения током крови продуктов обмена (шлаков) и пополнения энергетических запасов. Чтобы сохранить здоровье мышц при физической работе или тренировках, это правило физической культуры и здорового образа жизни желательно соблюдать. Отдохнувшие мышцы отличаются тем, что способны и на максимальное сокращение, и на полное расслабление.

Ещё одно, казалось бы, очевидное правило физической культуры и здорового образа жизни звучит почти нереально для современного человека: все произвольно сокращаемые мышцы, в работе которых нет необходимости в данный момент, должны быть полностью расслаблены и готовы к действию. Прежде всего, это означает устранение хронических напряжений, первопричиной множества патологий. А кому не знакомо постоянное напряжение мышц спины, грудной клетки, брюшного пресса, плеч или лица? Часто такое напряжение настолько привычно, что не замечается, пока специально на это не будет обращено внимание.

Второй важный аспект этого правила: в любом движении должны участвовать только мышцы, необходимые для него. Обратите, например, внимание на то, как вы садитесь. Чтобы сесть на стул, требуется дважды изменить наклон спины и развернуть бёдра на 90 0 , однако у большинства людей напрягаются и мышцы спины, и мышцы шеи, участвуют даже руки, что кажется им естественным. Научиться легко садиться или ходить, не уставая, не сложно (ссылка на нужные тренинги внизу страницы). Это – тоже физическая культура, причём физкультура, связанная со здоровьем человека напрямую.

Часто при работе одной руки напрягаются мышцы другой, брюшного пресса и ног.

Если вы просто стоите, много ли лишних мышц у вас напряжено? Попробуйте самостоятельно найти такую позу, при которой напряжение будет минимальным (в этом случае тело должно, в основном, опираться на кости).

Таких примеров много. Ненужное напряжение присутствует едва ли не в большинстве совершаемых нами действий и занимаемых поз. Отсюда и быстрое наступление усталости, и одна из причин образования хронических напряжений. Привычные действия только кажутся удобными, однако для тела это часто совсем не так. Научитесь действовать так, как удобно вашему телу. Такая физкультура несёт здоровье человеку, хотя и мало походит на физкультуру в школе.

Гладкие мышцы представлены в полых органах, кровеносных сосудах и коже. Гладкие мышечные волокна не имеют поперечной исчерченности. Клетки укорачиваются в результате относительного скольжения нитей. Скорость скольжения и скорость расщепления аденозинтрифосфата в 100-1000 раз меньше, чем в . Благодаря этому гладкие мышцы хорошо приспособлены для длительного стойкого сокращения без утомления, с меньшей затратой энергии.

Гладкие мышцы являются составной частью стенок ряда полых внутренних органов и участвуют в обеспечении функций, выполняемых этими органами. В частности, они регулируют кровоток в различных органах и тканях, проходимость бронхов для воздуха, перемещения жидкостей и химуса (в желудке, кишечнике, мочеточниках, мочевом и желчном пузыре), сокращение матки при родах, размер зрачка, кожного рельефа.

Гладкомышечные клетки имеют веретенообразную форму, длину 50-400 мкм, толщину 2-10 мкм (рис. 5.6).

Гладкие мышцы относятся к непроизвольным мышцам, т.е. их сокращение не зависит от воли макроорганизма. Особенности двигательной деятельности желудка, кишечника, кровеносных сосудов и кожи в известной степени определяют физиологические особенности гладких мышц этих органов.

Характеристика гладкой мускулатуры

• Обладает автоматизмом (влияние интрамуральной нервной системы носит корригирующий характер)
• Пластичность — способность долго сохранять длину без изменения тонуса
• Функциональный синтиций — отдельные волокна разделены, но имеются особые участки контакта — нексусы
• Величина потенциала покоя — 30-50 мВ, амплитуда потенциала действия меньше, чем у клеток скелетных мышц
• Минимальная «критическая зона» (возбуждение возникает, если возбуждается некоторое минимальное число мышечных элементов)
• Для взаимодействия актина и миозина необходим ион Ca 2+ который поступает извне
• Длительность одиночного сокращения велика

Особенность гладких мышц — их способность проявлять медленные ритмические и длительные тонические сокращения. Медленные ритмические сокращения гладких мышц желудка, кишечника, мочеточников и других полых органов способствуют перемещению их содержимого. Длительные тонические сокращения гладких мышц сфинктеров полых органов препятствуют произвольному выходу их содержимого. Гладкие мышцы стенок кровеносных сосудов, также находятся в состоянии постоянного тонического сокращения и влияют на уровень артериального давления крови и кровоснабжение организма.

Важным свойством гладких мышц является их мистичность, т.е. способность сохранять вызванную растяжением или деформацией форму. Высокая пластичность гладких мышц имеет большое значение для нормального функционирования органов. Например, пластичность мочевого пузыря позволяет при его наполнении мочой профилактировать повышение в нем давления без нарушения процесса мочеобразования.

Чрезмерное растяжение гладких мышц вызывает их сокращение. Это происходит в результате деполяризации мембран клеток, вызванной их растяжением, т.е. гладкие мышцы обладают автоматизмом.

Сокращение, вызываемое растяжением, играет важную роль в авторегуляции тонуса кровеносных сосудов, перемещении содержимого желудочно-кишечного тракта и других процессах.

Рис. 1. А. Волокно скелетной мышцы, клетка сердечной мышцы, гладкая мышечная клетка. Б. Саркомер скелетной мышцы. В. Строение гладкой мышцы. Г. Механограмма скелетной мышцы и мышцы сердца.

Автоматизм в гладких мышцах обусловлен наличием в них особых пейсмекерных (задающих ритм) клеток. По своей структуре они идентичны другим гладкомышечным клеткам, но обладают особыми электрофизиологическими свойствами. В этих клетках возникают пейсмекерные потенциалы, деполяризующие мембрану до критического уровня.

Возбуждение гладкомышечных клеток вызывает увеличение входа ионов кальция в клетку и высвобождение этих ионов из саркоплазматического ретикулума. В результате повышения концентрации ионов кальция в саркоплазме активируются сократительные структуры, но механизм активации их в гладком волокне отличается от механизма активации в поперечно-полосатых мышцах. В гладкой клетке кальций взаимодействуете белком кальмодулином, который активирует легкие цепи миозина. Они соединяются с активными центрами актина в протофибриллах и совершают «гребок». Гладкие мышцы расслабляются пассивно.

Гладкие мышцы относятся к непроизвольным, и их не зависит от воли животного.

Физиологические свойства и особенности гладких мышц

Гладкие мышцы, так же, как и скелетные, обладают возбудимостью, проводимостью и сократимостью. В отличие от скелетных мышц, обладающих эластичностью, гладкие мышцы имеют пластичность — способность длительное время сохранять приданную им при растяжении длину без увеличения напряжения. Такое свойство важно для выполнения функции депонирования пищи в желудке или жидкостей в желчном и мочевом пузыре.

Особенности возбудимости гладкомышечных клеток в определенной мере связаны с низкой разностью потенциалов на мембране в покое (E 0 = (-30) — (-70) мВ). Гладкие миоциты могут обладать автоматией и самопроизвольно генерировать потенциал действия. Такие клетки — водители ритма сокращения гладких мышц имеются в стенках кишечника, венозных и лимфатических сосудов.

Рис. 2. Строение гладкомышечной клетки (A. Guyton, J. Hall, 2006)

Длительность ПД гладких миоцитов может достигать десятков миллисекунд, так как ПД в них развивается преимущественно за счет входа ионов Са 2+ в саркоплазму из межклеточной жидкости через медленные кальциевые каналы.

Скорость проведения ПД по мембране гладких миоцитов малая — 2-10 см/с. В отличие от скелетных мышц возбуждение может передаваться с одного гладкого миоцита на другие, рядом лежащие. Такая передача происходит благодаря наличию между гладкомышечными клетками нексусов, обладающих малым сопротивлением электрическому току и обеспечивающих обмен между клетками ионов Са 2+ и другими молекулами. В результате этого гладкая мышца проявляет свойства функционального синтиция.

Сократимость гладкомышечных клеток отличается длительным латентным периодом (0,25-1,00 с) и большой длительностью (до 1 мин) одиночного сокращения. Гладкие мышцы развивают малую силу сокращения, но способны длительно находиться в тоническом сокращении без развития утомления. Это связано с тем, что на под/держание тонического сокращения гладкая мышца расходует в 100-500 раз меньше энергии, чем скелетная. Поэтому расходуемые гладкой мышцей запасы АТФ успевают восстанавливаться даже во время сокращения и гладкие мышцы некоторых структур организма практически постоянно находятся в состоянии тонического сокращения. Абсолютная сила гладкой мышцы составляет около 1 кг/см 2 .

Механизм сокращения гладкой мышцы

Важнейшей особенностью гладкомышечных клеток является то, что они возбуждаются под влиянием многочисленных раздражителей. в естественных условиях инициируется только нервным импульсом, приходящим к . Сокращение же гладкой мышцы может быть вызвано как влиянием нервных импульсов, так и действием гормонов, нейромедиаторов, простагландинов, некоторых метаболитов, а также воздействием физических факторов, например растяжением. Кроме того, возбуждение и сокращение гладких миоцитов может произойти спонтанно — за счет автоматик.

Способность гладких мышц отвечать сокращением на действие разнообразных факторов создаст значительные трудности для коррекции нарушений тонуса этих мышц в медицинской практике. Это видно на примерах трудностей лечения бронхиальной астмы, артериальной гипертензии, спастического колита и других заболеваний, требующих коррекции сократительной активности гладких мышц.

В молекулярном механизме сокращения гладкой мышцы также имеется ряд отличий от механизма сокращения скелетной мышцы. Нити актина и миозина в гладкомышечных клетках располагаются менее упорядочение, чем в скелетных, и поэтому гладкая мышца не имеет поперечной исчерченности. В актиновых нитях гладкой мышцы нет белка тропонина и центры актина всегда открыты для взаимодействия с головками миозина. В то же время головки миозина в состоянии покоя не энергизированы. Для того чтобы произошло взаимодействие актина и миозина, необходимо фосфорилировать головки миозина и придать им избыток энергии. Взаимодействие актина и миозина сопровождается поворотом головок миозина, при котором актиновые нити втягиваются между миозиновыми и происходит сокращение гладкого миоцита.

Фосфорилирование головок миозина производится при участии фермента киназы легких цепей миозина, а дефосфорилирование — с помощью фосфатазы. Если активность фосфатазы миозина преобладает над активностью киназы, то головки миозина дефосфорилируются, связь миозина и актина разрывается и мышца расслабляется.

Следовательно, чтобы произошло сокращение гладкого миоцита, необходимо повысить активность киназы легких цепей миозина. Ее активность регулируется уровнем ионов Са 2+ в саркоплазме. Нейромедиаторы (ацетилхолин, норадрсналин) или гормоны (вазопрессин, окситоцин, адреналин) стимулируют свой специфический рецептор, вызывая диссоциацию G-белка, а-субъединица которого далее активирует фермент фосфолипазу С. Фосфолигтза С катализирует образование инозитолтрисфосфата (ИФЗ) и диацилглицерола из фосфо-инозитолдифосфата мембраны клетки. ИФЗ диффундирует к эндоплазматическому ретикулуму и после взаимодействия со своими рецепторами вызывает открытие кальциевых каналов и высвобождение ионов Са 2+ из депо в цитоплазму. Увеличение содержания ионов Са 2+ в цитоплазме является ключевым событием для инициации сокращения гладкого миоцита. Увеличение содержания ионов Са 2+ в саркоплазме достигается также за счет его поступления в миоцит из внеклеточной среды (рис. 3).

Ионы Са 2+ образуют комплекс с белком кальмодулином, и комплекс Са 2+ -кальмодулин повышает киназную активность легких цепей миозина.

Последовательность процессов, приводящих к развитию сокращения гладкой мышцы, можно описать следующим образом: вход ионов Са 2+ в саркоплазму — активация кальмодулина (путем образования комплекса 4Са 2 -кальмодулин) — активация киназы легких цепей миозина — фосфорилирование головок миозина — связывание головок миозина с актином и поворот головок, при котором нити актина втягиваются между нитями миозина — сокращение.

Рис. 3. Пути поступления ионов Са 2+ в саркоплазму гладкомышечной клетки (а) и удаления их из саркоплазмы (б)

Условия, необходимые для расслабления гладкой мышцы:

• снижение (до 10-7 М/л и менее) содержания ионов Са 2+ в саркоплазме;
• распад комплекса 4Са 2+ -кальмодулин, приводящий к снижению активности киназы легких цепей миозина — дефосфорилирование головок миозина под влиянием фосфатазы, приводящее к разрыву связей нитей актина и миозина.

В этих условиях эластические силы вызывают относительно медленное восстановление исходной длины гладкомышечного волокна и его расслабление.

Мышечная ткань признана доминантной тканью человеческого организма, удельный вес которой в общем весе человека составляет до 45 % у мужчин и до 30 % у представительниц прекрасного пола. Мускулатура включает разнообразные мышцы. Виды мышц насчитывают более шестисот наименований.

Значение мышц в организме

Мышцы играют крайне важную роль в любом живом организме. С их помощью приводится в движение опорно-двигательный аппарат. Благодаря работе мышц человек, как другие живые организмы, может не только ходить, стоять, бегать, совершать любое движение, но и дышать, жевать и перерабатывать пищу, и даже самый главный орган - сердце - тоже состоит из мышечной ткани.

Как осуществляется работа мышц?

Функционирование мышц происходит благодаря следующим их свойствам:

• Возбудимость - это процесс активации, проявляемый в виде ответной реакции на раздражитель (как правило, это внешний фактор). Свойство проявляется в виде изменения обмена веществ в мышце и её мембране.
• Проводимость - свойство, означающее способность мышечной ткани передавать образовавшийся в результате воздействия раздражителя нервный импульс от мышечного органа к спинному и головному мозгу, а также в обратном направлении.
• Сократимость - конечное действие мускулатуры в ответ на стимулирующий фактор, проявляется в виде укорачивания мышечного волокна, также меняется тонус мышц, то есть степень их напряжённости. При этом скорость сокращения и максимальная напряжённость мускулатуры могут быть различными как следствие разного влияния раздражителя.

Следует отметить, что работа мышц возможна благодаря чередованию вышеописанных свойств чаще всего в следующем порядке: возбудимость-проводимость-сократимость. В случае если речь идёт о произвольной работе мускулатуры и импульс идёт от центральной нервной системы, то алгоритм будет иметь вид проводимость-возбудимость-сократимость.

Строение мышц

Любая мышца человека состоит из совокупности продолговатых действующих в одном и том же направлении клеток, называемой мышечным пучком. Пучки, в свою очередь, содержат мышечные клетки длиной до 20 см, именуемые также волокнами. Форма клеток поперечно-полосатых мышц продолговатая, гладких - веретенообразная.

Мышечное волокно представляет собой продолговатой формы клетку, ограниченную внешней оболочкой. Под оболочкой параллельно друг другу располагаются способные сокращаться белковые волокна: актиновые (светлые и тонкие) и миозиновые (тёмные, толстые). В периферийной части клетки (у поперечно-полосатых мышц) располагается несколько ядер. У гладких мышц ядро всего одно, оно имеет местоположение в центре клетки.

Классификация мышц по различным критериям

Наличие различных характеристик, отличных у тех или иных мышц, позволяет их условно группировать по объединяющему признаку. На сегодняшний день анатомия не располагает единой классификацией, по которой можно было бы сгруппировать человеческие мышцы. Виды мышц однако можно классифицировать по разнообразным признакам, а именно:

1. По форме и длине.
2. По выполняемым функциям.
3. По отношению к суставам.
4. По локализации в теле.
5. По принадлежности к определённым частям тела.
6. По расположению мышечных пучков.

Наряду с видами мышц выделяют три основные группы мышц в зависимости от физиологических особенностей строения:

1. Поперечно-полосатые скелетные мышцы.
2. Гладкие мышцы, составляющие структуру внутренних органов и сосудов.
3. Сердечные волокна.

Одна и та же мышца может принадлежать одновременно к нескольким группам и видам, перечисленных выше, поскольку может содержать сразу несколько перекрёстных признаков: форму, функции, отношение к части тела и т.д.

Форма и величина мышечных пучков

Несмотря на относительно одинаковое строение всех мышечных волокон, они могут быть разной величины и формы. Таким образом, классификация мышц по данному признаку выделяет:

1. Короткие мышцы приводят в движение небольшие участки опорно-двигательной системы человека и, как правило, находятся в глубоких слоях мускулатуры. Пример - межпозвоночные спинные мышцы.
2. Длинные, наоборот, локализованы на тех частях тела, которые совершают большие амплитуды движений, например конечности (руки, ноги).
3. Широкие покрывают в основном туловище (на животе, спине, грудине). Могут иметь разную направленность мышечных волокон, обеспечивая тем самым разнообразные сократительные движения.

Встречаются в организме человека и различные формы мускулатуры: круглые (сфинктеры), прямые, квадратные, ромбовидные, веретенообразные, трапециевидные, дельтовидные, зубчатые, одно- и двухперистые и мышечные волокна других форм.

Разновидности мускулатуры по выполняемым функциям

Скелетные мышцы человека могут выполнять различные функции: сгибание, разгибание, приведение, отведение, вращение. Исходя из данного признака, мышцы можно условно сгруппировать следующим образом:

1. Разгибатели.
2. Сгибатели.
3. Приводящие.
4. Отводящие.
5. Вращательные.

Первые две группы всегда находятся на одной части тела, но в противоположных сторонах таким образом, что когда сокращаются первые, вторые расслабляются, и наоборот. Сгибающие и разгибающие мышцы приводят в движение конечности и являются мышцами-антогонистами. Например, мышца плеча бицепс сгибает руку, а трицепс разгибает. Если в результате работы мускулатуры часть тела или орган совершает движение в сторону тела, эти мышцы приводящие, если в обратном направлении - отводящие. Вращатели обеспечивают круговые движения шеи, поясницы, головы, при этом вращатели делятся на два подвида: пронаторы, осуществляющие движение внутрь, и супинаторы, обеспечивающие движение в наружную сторону.

По отношению к суставам

Мускулатура крепится с помощью сухожилий к суставам, приводя их в движение. В зависимости от варианта крепления и количества суставов, на которые воздействуют мышцы, они бывают: односуставные и многосуставные. Таким образом, если мускулатура крепится только к одному суставу, то это односуставная мышца, если к двум - двусуставная, а если больше суставов - многосуставная (сгибатели/разгибатели пальцев).

Как правило, односуставные мышечные пучки длиннее многосуставных. Они обеспечивают более полную амплитуду движения сустава относительно своей оси, поскольку расходуют свою сократительную способность только на один сустав, в то время как свою сократимость распределяют на два сустава многосуставные мышцы. Виды мышц последние короче и могут обеспечить гораздо меньшую подвижность при одновременном движении суставов, к которым они прикреплены. Ещё одним свойством многосуставной мускулатуры называют пассивную недостаточность. Её можно наблюдать, когда под влиянием внешних факторов мышца полностью растягивается, после этого она не продолжает движение, а, напротив, затормаживает.

Локализация мускулатуры

Мышечные пучки могут располагаться в подкожном слое, образуя поверхностные группы мышц, а могут и в более глубоких слоях - к ним относятся глубинные мышечные волокна. Так например, мускулатура шеи состоит из поверхностных и глубинных волокон, одни из которых отвечают за движения шейного отдела, а другие оттягивают кожу шеи, прилегающего участка кожи груди, а также участвуют в поворотах и опрокидываниях головы. В зависимости от расположения по отношению к определённому органу могут быть внутренние и наружные мышцы (наружные и внутренние мышцы шеи, живота).

Виды мускулатуры по частям тела

По отношению к частям тела мускулатура делится на следующие виды:

1. Мышцы головы подразделяются на две группы: жевательные, отвечающие за механическое измельчение пищи, и мимические мышцы - виды мышц, благодаря которым человек выражает свои эмоции, настроение.
2. Мышцы туловища подразделяются по анатомическим отделам: шейные, грудные (большая грудинная, трапециевидная, грудинно-ключичная), спинные (ромбовидная, широчайшая спинная, большая круглая), брюшные (внутренние и наружные брюшные, в том числе пресс и диафрагма).
3. Мышцы верхних и нижних конечностей: плечевые (дельтовидная, трёхглавая, двуглавая плечевая), локтевые сгибатели и разгибатели, икроножные (камбаловидная), берцовые, мышцы стопы.

Разновидности мускулатуры по расположению мышечных пучков

Анатомия мышц у различных видов может отличаться расположением мышечных пучков. В связи с этим выделяют такие мышечные волокна, как:

1. Перистые напоминают строение птичьего пера, в них пучки мышц крепятся к сухожилиям только одной стороной, а другой расходятся. Перистая форма расположения мышечных пучков характерна для так называемых сильных мышц. Место их крепления к надкостнице является довольно обширным. Как правило, они короткие и могут развивать большую силу и выносливость, при этом тонус мышц не будет отличаться большой величиной.
2. Мышцы с параллельным расположением пучков также называют ловкими. По сравнению с перистыми они имеют большую длину, при этом менее выносливы, однако могут выполнять более тонкую работу. При сокращении напряжение в них значительно увеличивается, что значительно снижает их выносливость.

Группы мускулатуры по структурным особенностям

Скопления мышечных волокон образуют целые ткани, структурные особенности которых обуславливает их условное разделения на три группы: