Способность двигаться. Типы мышц Способность двигаться возникает благодаря взаимодействию энергозависимых двигательных белков (энергия АТФ),…

Способность двигаться. Типы мышц

Способность двигаться возникает благодаря взаимодействию энергозависимых двигательных белков (энергия АТФ), таких как миозин, кинезин и динеин, с другими белками, такими как актин; или при полимеризации и деполимеризации актина и тубулина. Клеточное деление (цитокинез), клеточная миграция, внутриклеточный везикулярный транспорт, экзо- и эндоцитоз, подвижность спермы, аксонный транспорт, электрическая подвижность наружных волосковых клеток и мерцание ресничек эпителия — это все примеры подвижности клеток и органелл.

Мышцы состоят из клеток (волокон), которые сокращаются при стимуляции. Скелетная мускулатура отвечает за передвижение тела, изменение позы и за движение газов при дыхании. Сердечная мышца качает кровь по сосудам, а гладкие мышцы работают во внутренних органах и в кровеносных сосудах. Типы мышц различаются по нескольким функциональным характеристикам (А).

Двигательная единица скелетной мышцы

В отличие от некоторых типов гладких мышц (однородная гладкомышечная ткань) и сердечных мышечных волокон, которые передают друг другу электрический стимул через щелевые контакты или нексус (А), волокна скелетных мышц стимулируются не соседними мышечными волокнами, а мотонейронами. И действительно, к мышечному параличу приводят именно нарушения иннервации.

Один мотонейрон вместе со всеми мышечными волокнами, которые он иннервирует, называется двигательной единицей (ДЕ). Мышечные волокна, принадлежащие к одной двигательной единице, могут быть распределены по большой площади (см2) поперечного сечения мышцы. Для обеспечения контакта двигательной единицы со всеми мышечными волокнами мотонейрон делится на коллатерали с ответвлениями на концах. Один двигательный нейрон может обслуживать от 25 (мимическая мышца) до более чем 1000 мышечных волокон (височная мышца).

Различают два типа скелетных мышечных волокон: S — медленно сокращающиеся [от англ. slow) волокна (тип 1) и F — быстро сокращающиеся [от англ, fast) волокна (тип 2), а также два подтипа: FR (2А) и FF (2Б). Поскольку каждая двигательная единица содержит только один тип волокон, эта классификация применима и к двигательным единицам. Медленные волокна меньше утомляются и поэтому приспособлены для постоянной работы (на выносливость). Они имеют большую плотность капилляров и митохондрий, высокую концентрацию капель жира (запасной высокоэнергетический субстрат), а также красного пигмента миоглобина (кратковременный запас О2). Они также богаты окислительными ферментами. Быстрые волокна в основном отвечают за краткие и быстрые сокращения. Они легко утомляются (FF > FR) и богаты гликогеном (FF > FR), однако содержат мало миоглобина (FF « FR).

Распределение по типам мышечных волокон зависит от типа мышц. Двигательные единицы медленного (S) типа преобладают в «красных» мышцах (например, в камбаловидной мышце, которая помогает поддерживать тело в вертикальном положении); а двигательные единицы быстрого (F) типа-в «белых» мышцах (икроножная мышца, участвующая в беге). Мышечное волокно одного типа может превращаться в волокно другого типа. Если, к примеру, продолжительная активация быстрых волокон ведет к увеличению концентрации Са2+ в цитоплазме, то быстрая мышца превращается в медленную и наоборот.

Регулировать мышечную активность возможно благодаря тому, что при необходимости может быть задействовано разное количество двигательных единиц. Чем больше двигательных единиц имеет мышца, тем тоньше регулируется ее сокращение. Например, у внешней глазной мышцы, у которой около 2000 двигательных единиц, сокращения гораздо более плавные, чем у червеобразной мышцы — только 100 двигательных единиц. Чем больше число задействованных двигательных единиц, тем сильнее сокращение. Число и тип задействованных двигательных единиц зависят от типа движения (плавное или резкое движение, перемежающееся или постоянное сокращение, рефлекторная активность, произвольное или непроизвольное движение и т. д.). В добавление к сказанному, сила каждой двигательной единицы может быть увеличена с помощью увеличения частоты нейронных импульсов, как при тетанусе скелетной мышцы.