Под скелетной мышцей подразумевают ряд мышечных пучков, соединенных соединительной тканою. Пучки состоят из тысяч отдельных мышечных клеток или волокон. Каждое волокно образовано миофибриллами. Их количество колеблется от нескольких сотен до нескольких тысяч в зависимости от диаметра волокна. Миофибриллы состоят из более мелких филаментов, расположенных вдоль фибрилл. Каждая миофибрилла разделяется на саркомеры - функциональные единицы сократительной системы. Саркоме состоит из двух видов филаментов: толстого, построенного из сократительного белка миозина, и тонкого, построенного из сократительного белка актина.
Теория скольжения филаментов
Когда волокно скелетной мышцы укорачивается или сокращается, длина тонкого и толстого филаментов не изменяется. Актиновые филаменты скользят над миозиновыми филаментами благодаря поперечным мостикам, расположенным между миозином и актином. Длина саркомера не изменяется вследствие направленного внутрь движения актина. Активный энзиматической участок на глобулярном конце миозина катализирует расщепление аденозинтрифосфата (АТФ) и неорганического фосфата, тем самым способствуя выделению химической энергии, содержащейся в АТФ, которая необходима для движения поперечных мостиков. АТФ также необходим для разрушения связи между миозином и актином в конце цикла, что обеспечивает его повторение.
Типы волокон скелетной мышцы
Не все молекулы миозина идентичны. В зависимости от скорости сокращения и способности расщеплять АТФ различают три типа волокон скелетной мышцы.
Медленно-сокращающиеся, устойчивые к утомлению:
- низкая активность АТ Фазы миозина и, следовательно, невысокая скорость сокращений;
- высокая окислительная способность и высокое обеспечение питательными веществами;
- большое количество митохондрий;
- повышенное соотношение капилляры волокна;
- производство АТФ в результате окислительного фосфорилирования;
- низкая активность гликолитических ферментов;
- окончательный результат: устойчивость к утомлению.
Быстро сокращающиеся, устойчивые к утомлению:
- высокая активность АТ Фазы миозина и, следовательно, высокая скорость сокращений;
- средняя окислительная способность и среднее обеспечение питательными веществами;
- среднее количество митохондрий;
- производство АТФ в результате окислительного фосфорилирования;
- промежуточная активность гликолитических ферментов;
- окончательный результат: утомление после продолжительного периода сокращения.
Быстро сокращающиеся, утомляющиеся:
- высокая активность АТ Фазы миозина и, следовательно, высокая скорость сокращений;
- низкая окислительная способность и низкое обеспечение питательными веществами;
- небольшое количество митохондрий;
- производство АТФ в результате анаэробного гликолиза;
- высокая активность гликолитических ферментов;
- окончательный результат: быстрое утомление, поскольку истощаются запасы гликогена, а низкое обеспечение питательными веществами не позволяет быстро восстановить запасы глюкозы.
Всего у нескольких мышц отмечен преимущественно один тип волокон. Большинство же мышц содержат волокна трех типов. Это очень важно, поскольку скелетные мышцы должны выполнять многообразные функции в различных участках тела.
