СТРОЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЫШЦ Общая характеристика

СТРОЕНИЕ И ХИМИЧЕСКИЙ СОСТАВ МЫШЦ

Общая характеристика мышц • Масса мышц у взрослого человека составляет около 40 % от массы тела; • У спортсменов, наращивающих мускулатуру, мышечная масса может достичь 60% и более от массы тела; • Мышцы взрослого человека в состоянии покоя потребляют около 10 % поступающего в организм кислорода; • При интенсивной работе потребление кислорода мышцами может возрасти до 90 % от всего потребляемого кислорода.

• Каждая поперечнополосатая мышца состоит из нескольких тысяч волокон, объединенных соединительнотканными прослойками и такой же оболочкой – фасцией;

• Как и любая клетка, миоцит содержит такие обязательные органоиды как ядра, митохондрии, цитоплазматическую сеть и оболочку.

Особенности миоцитов • В отличие от других клеток мышечные волокна (миоциты) представляют собой сильно вытянутые многоядерные клетки гигантских размеров длиной от 0, 1 до 2 -3 см, а в некоторых мышцах даже более 10 см. ; • Толщина мышечных клеток около 0, 1 -0, 2 мм;

• В состав цитоплазматической сети миоцитов входят микроскопические пузырьки - цистерны, образованные мембранами, в которых в покое депонированы практически все ионы кальция (Са 2+);

• Особенностью миоцитов, отличающих их от других клеток, является наличие в их цитоплазме белка миоглобина, обеспечивающего перенос кислорода внутри этих клеток:

Перенос кислорода внутри миоцита Тканевое дыхание Hb. O 2 Hb O 2 Эритроцит O 2 Стенка капилляра Стенка миоцита O 2 Плазма крови Митохондрия Mb Mb. O 2 O 2 Mb Цитоплазма миоцита

• Еще одной особенностью миоцитов является наличие сократительных элементов – миофибрилл.

Схема строения миофибриллы Z-линия

Мышечная деятельность сокращение расслабление

1 -я фаза мышечного сокращения • Под действием нервного двигательного импульса значительно повышается проницаемость цистерн цитоплазматической сети; • Ионы кальция выходят из цистерн и их концентрация в цитоплазме повышается примерно в 1000 раз; • В присутствии ионов кальция молекулы актина тонких нитей соединяются с молекулами миозина толстых нитей;

• Образовавшиеся химические связи между тонкими и толстыми нитями обычно называют поперечными мостиками или спайками.

2 -я фаза мышечного сокращения • Присоединение актина к миозину приводит к появлению у миозина АТФной активности, т. е. способности ускорять гидролиз АТФ: АТФ + Н 20 АДФ + Н 3 РО 4 + энергия • За счет энергии гидролиза АТФ поперечные мостики между тонкими и толстыми нитями делают поворот и из положения под углом 90° переходят в положение под углом 45°;

• Поворот мостиков вызывает скольжению мышечных нитей навстречу другу и укорочение миофибрилл и мышечного волокна; • Поворот мостиков сопровождается преобразованием химической энергии АТФ в механическую работу мышцы.

Поворот мостиков при сокращении Саркомер Z-линия Тонкая нить Толстая нить Z-линия Образование мостиков

Поворот мостиков при сокращении Саркомер Z-линия Толстая нить Z-линия Тонкая нить Поворот мостиков

Поворот мостиков при сокращении Саркомер Z-линия Толстая нить Z-линия Тонкая нить Разрыв мостиков

Поворот мостиков при сокращении Саркомер Z-линия Тонкая нить Толстая нить Z-линия Образование новых мостиков

Поворот мостиков при сокращении Саркомер Z-линия Тонкая нить Толстая нить Z-линия Новый поворот мостиков

3 -я фаза мышечного сокращения Совершив поворот поперечные мостики самопроизвольно разрушаются (за счет увеличения расстояния); • АТФ-ная активность миозина резко снижается и гидролиз АТФ прекращается; •

• Если нервные двигательные импульсы продолжают поступать в мышцу, в цитоплазме сохраняется высокая концентрация ионов Са 2+, и поперечные мостики вновь образуются под углом 90°.

Мышечное расслабление (релаксация) • После прекращения поступления нервных двигательных импульсов проницаемость цистерн уменьшается, и ионы Са 2+ под действием фермента «кальциевого насоса» , использующего энергию АТФ, переходят из цитоплазмы в цистерны; • Концентрация ионов кальция в цитоплазме быстро снижается и поперечные мостики между мышечными нитями больше не образуются;

• За счет упругих сил, возникающих при мышечном сокращении в молекулах коллагена, содержащихся в мышечном волокне, оно при расслаблении возвращается в исходное положение.

Тест 1 Сократительными элементами мышцы являются: а) лизосомы б) миофибриллы в) митохондрии г) рибосомы

Тест 2 Цистерны цитоплазматической сети депонируют ионы: а) б) в) г) Са 2+ Сl. H+ Na+

Тест 3 Ферментативной активностью обладает белок миофибрилл: а) актин б) миозин в) тропомиозин г) тропонин

Тест 4 Миозин входит в состав: а) лизосом б) миофибрилл в) митохондрий г) рибосом

Тест 5 В мышечном расслаблении участвует белок: а) актин б) коллаген в) миоглобин г) миозин

Тест 6 Главным углеводом в мышечных клетках является: а) гликоген б) глюкоза в) рибоза г) фруктоза

Тест 7 Пусковым механизмом мышечного сокращения является: а) гидролиз АТФ б) образование поперечных спаек между мышечными нитями в) повышение концентрации в цитоплазме ионов Са 2+ г) повышение концентрации лактата в миоцитах

Тест 8 Сократительным белком мышечных клеток является: а) актин б) коллаген в) миоглобин г) тропонин

Тест 9 Нервный двигательный импульс вызывает: а) взаимодействие актина с миозином б) гидролиз АТФ в) повышение концентрации ионов Са 2+ в цитоплазме г) снижение концентрации ионов Са 2+ в цитоплазме

Тест 10 Обязательным условием мышечного сокращения является наличие в цитоплазме: а) б) в) г) АТФ и креатинфосфата АТФ и ионов Са 2+ гликогена и креатинфосфата ионов Са 2+ и Na+

Тест 11 АТФ-ная активность миозина возрастает при его взаимодействии с: а) б) в) г) актином АТФ АДФ креатином

Тест 12 Фазой мышечного сокращения, за счет которой непосредственно совершается мышечная работа, является: а) образование поперечного мостика б) поворот поперечного мостика в) разрыв поперечного мостика

Тест 13 Основным белком тонких нитей миофибрилл является: а) актин б) коллаген в) миоглобин г) миозин

Тест 14 Максимальное содержание гликогена в мышцах: а) 0, 1 -0, 2 % б) 0, 5 -1 % в) 2 -3 % г) 6 -8 %

Тест 15 Толстые нити миофибрилл состоят из белка: а) актина б) коллагена в) миоглобина г) миозина

Тест 16 Фазой мышечного сокращения, требующей энергии АТФ, является: а) образование поперечного мостика б) поворот поперечного мостика в) разрыв поперечного мостика