Краткое содержание: Параграф § 15 / Биология 9 класс Часть 1

Основы организации и функционирования мышечных тканей

Мышечные ткани являются ключевыми элементами, которые обеспечивают возбудимость и сократимость, что позволяет организму и его частям осуществлять подвижность. Их основная функция — обеспечение движения.

По особенностям строения и выполняемым функциям мышечные ткани подразделяют на поперечно-полосатые (скелетные и сердечные) и гладкие (внутренние органы, сосуды).

Скелетная мышечная ткань и ее роль в теле человека

Скелетная поперечно-полосатая мышечная ткань составляет значительную часть массы тела: у новорожденных — около 25%, у взрослых женщин — 35–38%, у мужчин — более 40%. У пожилых людей ее доля уменьшается до 25–30%. Спортсмены могут иметь до 50% мышечной массы от общей массы тела. Помимо выполнения движения и поддержания позы, эта ткань участвует в образовании дыхательных и глотательных мышц, а также мышц стенок полостей рта и глотки.

Строение мышечного волокна

Основной структурной и функциональной единицей скелетной мышечной ткани является мышечное волокно — вытянутая многоядерная клетка, достигающая в длину до нескольких сантиметров и имеющая диаметр 10–100 мкм. Мышечное волокно покрыто общей оболочкой — сарколеммой, а его цитоплазма называется саркоплазмой. Саркоплазма содержит специализированные органеллы — миофибриллы, которые занимают до 2/3 сухого веса волокна. В ней также находятся митохондрии, гранулы гликогена, капли жира и миоглобин — белок, связывающий кислород.

Миофибриллы состоят из повторяющихся сократительных участков — саркомеров. Саркомер — это сегмент между двумя Z-линиями. Он образован толстыми миозиновыми и тонкими актиновыми нитями. Саркоплазматический ретикулум (ЭПС) окружает миофибриллы и играет ключевую роль в мышечном сокращении, депонируя ионы \( \text{Ca}^{2+} \). Поверхностная мембрана образует Т-трубочки, которые проводят возбуждение внутрь волокна.

Механизм мышечного сокращения

Сокращение мышцы начинается с нервного импульса, который поступает по волокну двигательного нейрона. В нервно-мышечном синапсе выделяется нейромедиатор ацетилхолин. Он активирует рецепторы на сарколемме, вызывая электрический импульс. Этот импульс распространяется по мембране, включая Т-трубочки, и стимулирует высвобождение ионов \( \text{Ca}^{2+} \) из цистерн ЭПС в саркоплазму.

Повышенная концентрация \( \text{Ca}^{2+} \) активирует белок тропонин, который вместе с тропомиозином регулирует взаимодействие актина и миозина. Под влиянием ионов кальция, тропонин освобождает активные центры на актиновых нитях, и головки миозина могут к ним присоединяться, образуя поперечные мостики.

Процесс сокращения представляет собой «скольжение» тонких актиновых нитей относительно толстых миозиновых нитей, при этом длина самих нитей не меняется, но саркомер укорачивается. Энергия для этого процесса поставляется за счет расщепления АТФ, которое происходит на головках миозина.

Типы скелетных мышечных волокон

Различают три основных типа волокон: красные (медленные), белые (быстрые) и промежуточные. Красные волокна медленно и равномерно сокращаются, богаты миоглобином и митохондриями, устойчивы к утомлению (мышцы спины, конечностей). Белые волокна сокращаются быстро и мощно, но быстро утомляются. Промежуточные волокна занимают среднее положение.