Будова м`язової тканини. М`язове волокно в фізіології

Близько 40% маси тіла людини складають скелегние м`язи, і, ймовірно, 10% припадає на частку гладких м`язів і м`язи серця. Деякі з основних принципів скорочення є загальними для різних типів м`язів.

На малюнку показана схема організації скелетного м`яза. Всі скелетні м`язи містять безліч волокон діаметром від 10 до 80 мкм. На малюнку також показано, що кожне з цих волокон складається з послідовно з`єднаних дрібніших елементів.

У більшості скелетних м`язів кожне волокно витягнуто на всю довжину м`язи і, за винятком приблизно 2%, зазвичай иннервируется лише одним нервовим закінченням поблизу середини волокна.

сарколеммой. Сарколеммой називають клітинну мембрану м`язового волокна. Вона складається з власне мембрани клітини, званої плазматичноїмембраною, і зовнішнього покриття з тонкого шару полисахаридного матеріалу, який містить безліч тонких колагенових ниток. На кінцях м`язового волокна цей поверхневий шар сарколеми зливається з сухожильних волокнами. Сухожильні волокна, в свою чергу, збираються в пучки і формують м`язові сухожилля, вплітаються в кістки.

міофібрили. Нитки актину і міозину. Кожне м`язове волокно містить від декількох сотень до декількох тисяч міофібрил, які представлені на поперечному зрізі у вигляді невеликих світлих точок. Кожна миофибрилла зібрана приблизно з 1500 суміжних ниток міозину і 3000 ниток актину, що представляють собою великі полімеризовані білкові молекули, відповідальні за м`язове скорочення. Вони видно в поздовжньому перетині на електронній мікрофотографії. Товсті нитки на схемах - міозіновие, тонкі - актинові.

Зверніть увагу, що на малюнку Актинові і міозіновие нитки частково перекриваються, в зв`язку з чим міофібрили мають чергуються світлі і темні смужки. Світлі смужки містять тільки Актинові нитки, їх називають I-смужками, оскільки вони ізотропні в поляризованому світлі. Темні смужки містять міозіновие нитки, а також кінці Актинові ниток, які частково накладаються на міозіновие нитки. Ці смужки називають А-смужками, оскільки вони анізотропні в поляризованому світлі. На малюнку видно також маленькі виступи по сторонам міозінових ниток. Це так звані поперечні містки. Їх взаємодія з Актинові нитками лежить в основі скорочення м`язів.

На малюнку показано також, що кінці Актинові ниток прикріплені до так званого Z-диску (Z-мембрані). Звідси Актинові нитки поширюються в обидва боки, проходячи між міозіновимі нитками. Z-диск, що складається з ниткоподібних білків, що відрізняються від Актинові і міозінових ниток, проходить в поперечному напрямку через миофибрилла, а також через все м`язове волокно, переходячи від однієї міофібрили до іншої, скріплюючи їх між собою. У зв`язку з цим ціле м`язове волокно, як і окремі міофібрили, має світлі і темні смужки. Ці смужки надають скелетних і серцевого м`язів характерний смугастий вигляд.

частина міофібрили (Або цілого м`язового волокна), розташовану між двома послідовними Z-дисками, називають саркомером. В скороченому м`язовому волокні довжина саркомера дорівнює приблизно 2 мкм. При цій довжині Актинові нитки повністю перекривають міозіновие, і кінчики Актинові ниток починають перекривати один одного. Ми побачимо далі, що при цій довжині м`яз здатний генерувати максимальну силу скорочення.

що утримує Актинові і міозіновие нитки на місці? Утримувати Актинові і міозіновие нитки поруч досить важко. Це забезпечується за допомогою великого числа ниткоподібних молекул білка, званого тайтіном. Кожна молекула тайтіна має молекулярну масу близько 3000000, що робить її однією з найбільших білкових молекул в організмі. Крім того, оскільки молекула тайтіна волокниста, вона дуже пружна. Пружні молекули тайтіна утворюють каркас, що утримує Актинові і міозіновие нитки в положенні, що забезпечує нормальну роботу скорочувального апарату саркомера. Це дозволяє вважати, що сама молекула тайтіна діє як матриця для початкового формування ділянок скорочувальних ниток саркомера, особливо міозінових ниток.

саркоплазма. У кожному м`язовому волокні численні міофібрили розташовані поруч, пліч-о-пліч. Простір між ними заповнений внутрішньоклітинної рідиною, називаної саркоплазмою і містить велику кількість калію, магнію і фосфатів, а також безліч ферментів. Крім того, є величезна кількість мітохондрій, розташованих паралельно миофибриллам. Вони постачають скорочуються міофібрили великою кількістю енергії в формі аденозинтрифосфату, синтезованого мітохондріями.

саркоплазматический ретикулум. У саркоплазме, навколишнього міофібрили кожного м`язового волокна, є також добре розвинений ретикулум, званий саркоплазматическим ретикулумом. Він має специфічну організацію, виключно важливу для регуляції м`язового скорочення. Саркоплазматический ретикулум особливо сильно розвинений в дуже швидко скорочуються типах м`язових волокон.