Struttura delle fibre muscolari scheletriche. Caratteristiche delle fibre muscolari dei muscoli scheletrici

Per sviluppare intenzionalmente la forza, devi avere una comprensione del sistema muscolare umano. Il sistema muscolare è essenziale nella vita del corpo.

La muscolatura scheletrica umana è costituita da fibre muscolari di più tipologie, differenti tra loro per caratteristiche strutturali e funzionali. Attualmente, ci sono quattro tipi principali di fibre muscolari.

Fibre fasiche lente di tipo ossidativo. Le fibre di questo tipo sono caratterizzate da un alto contenuto di proteina mioglobina, che è in grado di legare l'O2 (simile nelle sue proprietà all'emoglobina). I muscoli composti prevalentemente da fibre di questo tipo sono chiamati rossi per via del loro colore rosso scuro. Svolgono una funzione molto importante nel mantenere la postura di una persona. Massima fatica delle fibre fiber di questo tipo e, quindi, il muscolo avanza molto lentamente, a causa della presenza di mioglobina e di un gran numero di mitocondri. Il recupero della funzione dopo l'affaticamento avviene rapidamente.

Fibre fasiche veloci di tipo ossidante. I muscoli, che sono prevalentemente composti da fibre di questo tipo, eseguono contrazioni rapide senza notevole affaticamento, il che è spiegato dal gran numero di mitocondri in queste fibre e dalla capacità di formare ATP mediante fosforilazione ossidativa. Di norma, il numero di fibre che compongono l'unità neuromotoria è inferiore in questi muscoli rispetto al gruppo precedente. Lo scopo principale di questo tipo di fibre muscolari è quello di eseguire movimenti veloci ed energici.

Le fibre muscolari di tutti i gruppi elencati sono caratterizzate dalla presenza di una, in casi estremi, più placche terminali formate da un assone motore.

La muscolatura scheletrica è parte integrante del sistema muscolo-scheletrico umano. In questo caso, i muscoli svolgono le seguenti funzioni:

- fornire una certa postura del corpo umano;

- muovere il corpo nello spazio;

- spostare le singole parti del corpo l'una rispetto all'altra;

- sono una fonte di calore, svolgendo una funzione di termoregolazione.

Principali gruppi muscolari scheletrici

I muscoli umani sono di due tipi: lisci e striati. Nelle figure 1 e 2 McComas AJ Muscolo scheletrico. - Kiev: Letteratura olimpica, 2001 .-- 107 p. viene presentato lo schema del sistema muscolare umano.

Immagine 1 Immagine 2

I muscoli principali di una persona: 1 - muscoli che muovono la mano e le dita; 2 - muscolo bicipite della spada; 3 - il muscolo tricipite della spada; 4 - muscolo deltoide; 5 - muscolo grande pettorale; 6 - grande muscolo rotondo; 7 - il muscolo più largo della schiena; 8 - muscolo trapezio; 9 - muscolo dentato anteriore; 10 - muscolo sternocleidomastoideo; 11 - muscoli scaleni; 12 - muscolo retto dell'addome; 13 - muscolo obliquo esterno; 14 - muscolo grande gluteo; 15 - bicipite femorale; 16 - muscolo semitendinoso; 17 - tenditore muscolare dell'ampia fascia della coscia; 18 - muscolo su misura; 19 - muscolo quadricipite della coscia; 20 - muscoli adduttori della coscia; 21 - muscolo tricipite della gamba (21A - muscolo gastrocnemio, 21b - muscolo soleo); 22 - muscolo tibiale anteriore; 23 - i muscoli del piede.

I muscoli lisci coprono le pareti dei vasi sanguigni e gli organi interni. Il loro lavoro, di regola, non dipende dalla volontà della persona. Si restringono relativamente lentamente, ma sono molto resistenti. I muscoli scheletrici possono contrarsi rapidamente e affaticarsi in tempi relativamente brevi. Il muscolo scheletrico è costituito da un numero variabile di cellule muscolari. Questo muscolo è attaccato allo scheletro da un tendine ad entrambe le estremità. Le fibre muscolari sono avvolte e circondate tessuto connettivo che va nel tendine. I muscoli umani sono abbondantemente riforniti di vasi sanguigni e nervi. Una menzione speciale va fatta al muscolo cardiaco, che consiste di fibre muscolari. Così come i muscoli lisci; il muscolo cardiaco funziona senza la relativa partecipazione della volontà umana. La resistenza del cuore è molto grande.

La struttura e le proprietà del muscolo scheletrico

Struttura del muscolo scheletrico. Il muscolo scheletrico è costituito da un gruppo di fasci muscolari. Ognuna di esse comprende migliaia di fibre muscolari con un diametro da 20 a 100 micron e una lunghezza di 12-16 cm. Ogni fibra è circondata (ricoperta) da una vera membrana cellulare - sarcolemma e contiene da 1000 a 2000 e più densamente miofibrille (0,5-2 micron). Shuvalova N.V. Struttura umana. - M .: Olma-press, 2000 .-- 99 p.

Al microscopio ottico, le miofibrille sono formazioni costituite da dischi scuri e chiari che si alternano regolarmente tra loro.

I dischi A sono chiamati anisotropi (birifrangenti), i dischi I - isotropi (quasi nessuna birifrangenza). La lunghezza dei dischi A è costante, la lunghezza dei dischi I dipende dallo stadio di contrazione delle fibre muscolari.

Nel mezzo di ogni disco isotropo c'è una piastra Z (membrana). Queste piastre Z dividono ciascuna miofibrilla in 20 mila sezioni - sacromeri, la cui lunghezza è di circa 2,5 micron. A causa dell'alternanza di segmenti isotropi e anisotropi, ogni miofibrilla ha una striatura trasversale.

Nel mezzo di ogni sacromero ci sono circa 2500 filamenti spessi di proteina miosina con un diametro di circa 10 nm. Ad entrambe le estremità del sacromero, alla membrana Z sono attaccati circa 2500 sottili filamenti di proteina actina, di circa 5 nm di diametro. I filamenti di actina con le loro estremità entrano parzialmente tra i filamenti di miosina.

Nella parte centrale della regione anisotropa, i filamenti di actina e miosina non si sovrappongono.

L'unità contrattile strutturale e funzionale della miofibrilla è il sacromero, una porzione ripetitiva della fibrilla delimitata da due placche Z.

I muscoli striati contengono 100 mg di proteine ​​contrattili, principalmente miosina e actina, che formano il complesso acto-miosina. Altre proteine ​​contrattili includono la tropomiosina e il complesso della troponina, che si trovano in filamenti fini.

I muscoli contengono anche mioglobina, enzimi glicolitici, ATP e una serie di altre proteine ​​solubili.

Le fibre muscolari scheletriche differiscono nel colore. Le fibre rosse sono ricche di sarcoplasma e contengono poche miofibrille, le fibre bianche contengono molte miofibrille e relativamente poco sarcoplasma.

I nervi somatici e autonomi terminano nei muscoli scheletrici. Il nervo motore si dirama e termina in corrispondenza di ciascuna fibra muscolare. La fibra comprende solo l'estremità del cilindro assiale, che non penetra nel sarcolemma, ma lo preme verso il basso, formando una struttura speciale: una placca motoria, una sinapsi neuromuscolare o una placca motrice terminale. Le terminazioni sensoriali nei muscoli scheletrici sono rappresentate da un fuso neuromuscolare, che è attaccato all'osso ad un'estremità. È un dispositivo recettore contenente recettori muscolari. Qualsiasi cambiamento nelle fibre muscolari provoca un cambiamento nell'attività dei recettori del fuso neuromuscolare.

Domanda 39-42

Il midollo spinale fa parte del sistema nervoso centrale, che è collegato alla periferia del corpo: la pelle, i muscoli e alcuni altri organi interni. Queste connessioni vengono effettuate nell'uomo attraverso 31-33 paia di nervi che si estendono da midollo spinale , che è quindi diviso in 31-32 segmenti (segmenti), ognuno dei quali innerva una certa parte del corpo. Ci sono 8 segmenti cervicali, 12 toracici, 5 lombari, 5 sacrali e 1-3 coccigei. Le informazioni arrivano al midollo spinale dalla periferia e dal midollo spinale ai muscoli sono le istruzioni per eseguire determinati movimenti. La parte centrale del midollo spinale è costituita da una sostanza grigia, che in sezione trasversale ricorda una farfalla con le ali spiegate. La materia grigia del midollo spinale è una concentrazione di un numero enorme di cellule nervose: i neuroni. Ci sono decine o centinaia di migliaia di neuroni in ogni segmento, e ce ne sono più di tredici milioni nel midollo spinale umano. La materia grigia del cervello è circondata da una sostanza bianca, costituita da fibre nervose - processi di neuroni. Nonostante il fatto che i neuroni siano molto piccoli e di solito non superino 0,1 millimetri di diametro, la lunghezza dei loro processi a volte raggiunge un metro e mezzo. La materia grigia "farfalla" è composta da varie cellule. Nelle sue sezioni anteriori, ci sono grandi cellule motorie, lunghe fibre che emergono dal midollo spinale e vanno ai muscoli. Lasciando il midollo spinale, queste fibre si riuniscono in fasci chiamati radici anteriori. Da ciascun segmento emerge una coppia di radici anteriori: una a destra, l'altra a sinistra. Le fibre sensoriali incluse in ciascun segmento formano un paio di radici dorsali. Nel midollo spinale, alcune delle fibre sensoriali sono dirette verso l'alto al cervello. L'altra parte va nella materia grigia; qui le fibre sensoriali terminano o sulle cellule motorie, o su piccole cellule intercalari o intercalari, che svolgono un ruolo molto importante nel funzionamento del midollo spinale. L'irritazione delle terminazioni nervose sensibili della pelle, dei muscoli, delle articolazioni, dei tendini provoca un segnale che si propaga lungo la fibra nervosa: un impulso nervoso. Gli impulsi che arrivano nel midollo spinale lungo le fibre sensoriali delle radici dorsali eccitano le cellule intercalari e motorie; da qui, lungo le fibre motorie delle radici anteriori, gli impulsi corrono ai muscoli e ne provocano la contrazione. Ecco come vengono eseguiti i riflessi semplici. Riflessi (dalla parola latina reflexio - riflessione) i fisiologi chiamavano le reazioni del corpo agli stimoli effettuati attraverso il sistema nervoso centrale. Di conseguenza, una delle funzioni principali del midollo spinale è il riflesso. Il percorso lungo il quale gli impulsi nervosi viaggiano dalla periferia al midollo spinale e da esso ai muscoli è chiamato arco riflesso. Ci sono un certo numero di riflessi in cui gli archi sono ben studiati. I dati ottenuti di neuropatologia sono usati praticamente. Ad esempio, quando un medico colpisce un tendine vicino alla rotula di un paziente con un martello, studiando il riflesso tendineo del ginocchio, giudica lo stato funzionale dell'area interessata del midollo spinale. Ma il midollo spinale non è un sistema riflesso autonomo. Il suo lavoro si svolge sotto il costante controllo del cervello. Il midollo spinale è collegato a varie parti del cervello attraverso percorsi: lunghi fasci di fibre nervose della sostanza bianca. Lungo alcuni percorsi i segnali dalla periferia vengono trasmessi verso l'alto al cervello, mentre su altri i comandi vanno dall'alto verso il basso, dal cervello al midollo spinale. I movimenti coordinati complessi sono organizzati e diretti dall'intero sistema nervoso centrale. I migliori movimenti delle mani del pianista, perfezionati dalla ballerina: tutto questo è il risultato dell'azione di un flusso di impulsi dal cervello al midollo spinale e da esso ai muscoli. Quindi, un'altra importante funzione del midollo spinale è la funzione di conduzione. Un ruolo importante in questo appartiene ai neuroni intermedi o intercalari. Non solo trasmettono segnali dai neuroni sensoriali ai motoneuroni. Le cellule di inserimento ricevono ed elaborano informazioni da vari muscoli e aree della pelle. Su di essi, i segnali dalla periferia si incontrano anche con gli impulsi del cervello. Le cellule intercalari inviano segnali eccitatori a determinati gruppi di cellule motorie e contemporaneamente inibiscono l'attività di altri gruppi. Grazie a ciò, diventa possibile la migliore coordinazione dei movimenti umani.

Muscolo scheletrico - la parte attiva dell'apparato locomotore, che comprende anche ossa, legamenti, tendini e loro articolazioni. Da un punto di vista funzionale, i motoneuroni, che provocano l'eccitazione delle fibre muscolari, possono essere attribuiti anche all'apparato motorio. L'assone del motoneurone si ramifica all'ingresso del muscolo scheletrico e ciascun ramo è coinvolto nella formazione di una sinapsi neuromuscolare su una fibra muscolare separata.

Un motoneurone, insieme alle fibre muscolari da esso innervate, è chiamato unità neuromotoria (o motoria) (DE). Nei muscoli oculari, un'unità motoria contiene 13-20 fibre muscolari, nei muscoli del tronco - da 1 tonnellata di fibre, nel muscolo soleo - 1500-2500 fibre. Le fibre muscolari di un'unità hanno le stesse proprietà morfologiche e funzionali.

Funzione dei muscoli scheletrici sono: 1) movimento del corpo nello spazio; 2) movimento di parti del corpo l'una rispetto all'altra, compresa l'attuazione di movimenti respiratori che forniscono la ventilazione dei polmoni; 3) mantenere la posizione e la postura del corpo. Inoltre, i muscoli striati svolgono un ruolo nella produzione di calore che mantiene l'omeostasi termica e nella deposizione di alcuni nutrienti.

Proprietà fisiologiche del muscolo scheletrico assegnare:

1)eccitabilità. A causa dell'elevata polarizzazione delle membrane delle fibre muscolari striate (90 mV), la loro eccitabilità è inferiore a quella delle fibre nervose. L'ampiezza del potenziale d'azione in essi (130 mV) è maggiore rispetto ad altre cellule eccitabili. Ciò rende possibile in pratica registrare abbastanza facilmente l'attività bioelettrica dei muscoli scheletrici. Durata potenziale d'azioneè 3-5 ms. Ciò determina il breve periodo di assoluta refrattarietà delle fibre muscolari;

conducibilità. La velocità di conduzione dell'eccitazione lungo la membrana della fibra muscolare è 3-5 m / s;

contrattilità. Rappresenta la proprietà specifica delle fibre muscolari di modificare la loro lunghezza e tensione durante lo sviluppo dell'eccitazione.

Anche il muscolo scheletrico ha elasticità e viscosità.

modalità e tipi di contrazioni muscolari. Modalità isotonica - il muscolo si accorcia in assenza di un aumento della sua tensione. Tale contrazione è possibile solo per un muscolo isolato (rimosso dal corpo).

Modalità isometrica - la tensione muscolare aumenta e la lunghezza praticamente non diminuisce. Tale riduzione si osserva quando si cerca di sollevare un carico schiacciante.

Modalità auxotonica il muscolo si accorcia e la sua tensione aumenta. Tale riduzione è più spesso osservata nell'attuazione dell'attività lavorativa umana. Invece del termine "modalità auxotonica", viene spesso usato il nome modalità concentrica.

Esistono due tipi di contrazioni muscolari: singole e tetaniche.

Contrazione muscolare singola si manifesta come risultato dello sviluppo di una singola onda di eccitazione nelle fibre muscolari. Ciò può essere ottenuto esponendo il muscolo a uno stimolo molto breve (circa 1 ms). Nello sviluppo di una singola contrazione muscolare si distinguono un periodo di latenza, una fase di accorciamento e una fase di rilassamento. La contrazione muscolare inizia a manifestarsi 10 ms dopo l'inizio dell'esposizione allo stimolo. Questo intervallo di tempo è chiamato periodo di latenza (Figura 5.1). Questo sarà seguito dallo sviluppo dell'accorciamento (durata circa 50 ms) e del rilassamento (50-60 ms). Si ritiene che per l'intero ciclo di una singola contrazione muscolare venga spesa una media di 0,1 s. Ma va tenuto presente che la durata di una singola contrazione in diversi muscoli può variare notevolmente. Dipende anche dallo stato funzionale del muscolo. La velocità di contrazione e soprattutto di rilassamento rallenta con lo sviluppo dell'affaticamento muscolare. I muscoli veloci con un breve periodo di singola contrazione includono i muscoli della lingua e la chiusura delle palpebre.

Riso. 5.1. Rapporti temporali delle diverse manifestazioni di eccitazione delle fibre muscolari scheletriche: a - il rapporto tra potenziale d'azione, rilascio di Ca 2+ nel sarcoplasma e contrazione: / - periodo di latenza; 2 - Grasso solido vegetale o animale per cucinare; 3 - relax; b - il rapporto tra il potenziale d'azione, la riduzione e il livello di eccitabilità

Sotto l'influenza di un singolo stimolo, sorge prima un potenziale d'azione e solo allora inizia a svilupparsi un periodo di accorciamento. Continua dopo la fine della ripolarizzazione. Il ripristino della polarizzazione iniziale del sarcolemma indica anche il ripristino dell'eccitabilità. Di conseguenza, sullo sfondo della contrazione in via di sviluppo nelle fibre muscolari, è possibile causare nuove ondate di eccitazione, il cui effetto contrattile sarà riassunto.

La contrazione thetanica o tetanoè chiamata una contrazione muscolare che appare come risultato della comparsa nelle unità motorie di numerose onde di eccitazione, il cui effetto contrattile è riassunto in ampiezza e tempo.

Distinguere tra tetano frastagliato e liscio. Per ottenere il tetano seghettato è necessario stimolare il muscolo con una frequenza tale che ogni azione successiva venga applicata dopo la fase di accorciamento, ma prima della fine del rilassamento. Il tetano liscio si ottiene con irritazioni più frequenti, quando vengono applicati stimoli successivi durante lo sviluppo dell'accorciamento muscolare. Ad esempio, se la fase di accorciamento di un muscolo è di 50 ms e la fase di rilassamento è di 60 ms, per ottenere il tetano seghettato è necessario stimolare questo muscolo con una frequenza di 9-19 Hz, per ottenere uno liscio - con una frequenza di almeno 20 Hz.

Nonostante

Ampiezza riduzioni

rilassato

Pessimo

per irritazioni persistenti, muscoli

30Hz

1Hz 7Hz

200 Hz

50 Hz

Frequenza di irritazione

Riso. 5.2. Dipendenza dell'ampiezza della contrazione dalla frequenza di stimolazione (la forza e la durata degli stimoli sono invariate)

Per dimostrare vari tipi di tetano, viene solitamente utilizzata la registrazione delle contrazioni di un muscolo gastrocnemio isolato di rana su un chimografo. Un esempio di tale kimogramma è mostrato in Fig. 5.2. L'ampiezza di una singola contrazione è minima, aumenta nel tetano dentato e diventa massima nel tetano liscio. Uno dei motivi di tale aumento dell'ampiezza è che, quando si verificano frequenti onde di eccitazione, Ca 2+ si accumula nel sarcoplasma delle fibre muscolari, che stimola l'interazione delle proteine ​​contrattili.

Con un graduale aumento della frequenza dell'irritazione, l'aumento della forza e dell'ampiezza della contrazione muscolare arriva solo fino a un certo limite - risposta ottimale. La frequenza di stimolazione che provoca la maggiore risposta muscolare è detta ottimale. Un ulteriore aumento della frequenza di stimolazione è accompagnato da una diminuzione dell'ampiezza e della forza di contrazione. Questo fenomeno si chiama risposta pessima, e le frequenze di stimolazione che superano il valore ottimale sono pessimali. I fenomeni di ottimo e pessimo furono scoperti da N.Ye. Vvedensky.

Quando si valuta l'attività funzionale dei muscoli, si parla del loro tono e delle contrazioni fasiche. Tonificazione muscolare si chiama stato di stress continuo prolungato. In questo caso, l'accorciamento visibile del muscolo può essere assente a causa del fatto che l'eccitazione non si verifica in tutte, ma solo in alcune unità motorie del muscolo e non sono eccitate in modo sincrono. Contrazione muscolare di fase chiamato accorciamento a breve termine del muscolo, seguito dal suo rilassamento.

Strutturalmente-funzionale caratteristica della fibra muscolare. L'unità strutturale e funzionale del muscolo scheletrico è una fibra muscolare, che è una cellula multinucleata allungata (lunga 0,5-40 cm). Lo spessore delle fibre muscolari è di 10-100 micron. Il loro diametro può aumentare con carichi di allenamento intensi, mentre il numero di fibre muscolari può crescere solo fino a 3-4 mesi di età.

La membrana della fibra muscolare è chiamata sarcolemma, citoplasma - sarcoplasma. Il sarcoplasma contiene nuclei, numerosi organelli, un reticolo sarcoplasmatico, che include tubuli longitudinali e i loro ispessimenti - cisterne che contengono riserve di Ca 2+ Le cisterne sono adiacenti ai tubuli trasversali che penetrano nella fibra nella direzione trasversale (Fig. 5.3).

Nel sarcoplasma passano lungo la fibra muscolare circa 2000 miofibrille (spesse circa 1 micron), che comprendono filamenti formati dall'intreccio di molecole di proteine ​​contrattili: actina e miosina. Le molecole di actina formano sottili filamenti (miofilamenti) che corrono paralleli l'uno all'altro e penetrano in una sorta di membrana chiamata linea Z o striscia. Le linee Z si trovano perpendicolarmente all'asse lungo della miofibrilla e dividono la miofibrilla in sezioni di 2-3 µm di lunghezza. Questi siti si chiamano sarcomeri.

cisterna Sarcolemma

Tubulo trasverso

sarcomero

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Sarcomero ridotto

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Sarcomero rilassato

Riso. 5.3. La struttura del sarcomero della fibra muscolare: linee Z - limita il sarcomero, /! - disco anisotropo (scuro), / - disco isotropo (chiaro), H - zona (meno scuro)

Il sarcomero è un'unità contrattile della miofibrilla - Al centro del sarcomero, filamenti spessi formati da molecole di miosina giacciono rigorosamente ordinati uno sopra l'altro, sottili filamenti di actina si trovano allo stesso modo ai bordi del sarcomero. Le estremità dei filamenti di actina si estendono tra le estremità dei filamenti di miosina.

La parte centrale del sarcomero (larghezza 1,6 µm), in cui giacciono i filamenti di miosina, appare scura al microscopio. Questa area scura può essere tracciata attraverso l'intera fibra muscolare, poiché i sarcomeri delle miofibrille vicine si trovano rigorosamente simmetricamente l'uno sopra l'altro. Le aree scure dei sarcomeri sono chiamate dischi A dalla parola "anisotropico". Queste aree sono birifrangenti alla luce polarizzata. Le aree lungo i bordi del disco A, dove i filamenti di actina e miosina si sovrappongono, appaiono più scure rispetto al centro, dove si trovano solo i filamenti di miosina. Questa sezione centrale è chiamata N.

Le aree della miofibrilla, in cui si trovano solo i filamenti di actina, non hanno birifrangenza, sono isotrope. Da qui il loro nome - I-discs. Al centro dell'I-disc, c'è una stretta linea scura formata dalla membrana Z. Questa membrana mantiene ordinati i filamenti di actina di due sarcomeri adiacenti.

Oltre alle molecole di actina, il filamento di actina contiene anche le proteine ​​tropomiosina e troponina, che influenzano l'interazione dei filamenti di actina e miosina. Nella molecola della miosina vengono isolate sezioni chiamate testa, collo e coda. Ciascuna di queste molecole ha una coda e due teste a collo. Ogni testa ha un centro chimico che può attaccare l'ATP e un sito che gli permette di legarsi al filamento di actina.

Durante la formazione del filamento di miosina, le molecole di miosina si intrecciano con le loro lunghe code, situate al centro di questo filamento, e le teste sono più vicine alle sue estremità (Fig. 5.4). Il collo e la testa formano una sporgenza che sporge dai filamenti di miosina. Queste sporgenze sono chiamate ponti trasversali. Sono mobili e, grazie a tali ponti, i filamenti di miosina possono stabilire una connessione con i filamenti di actina.

Quando l'ATP è attaccato alla testa della molecola di miosina, il ponte si trova brevemente ad angolo ottuso rispetto alla coda. Al momento successivo, si verifica una scissione parziale dell'ATP e, a causa di ciò, la testa si alza, entra in una posizione energizzata, in cui può legarsi al filamento di actina.

Le molecole di actina formano una doppia elica Trolonina

Centro di comunicazione con ATF

Una sezione di un filo sottile (le molecole di tropomiosina si trovano lungo le catene di actina, la trolonina nei nodi dell'elica)

Collo

Coda

Tropomioeina tio

Molecola di miosina ad alto ingrandimento

Una sezione di filamento spesso (sono visibili le teste delle molecole di miosina)

filo di actina

Capo

+ Ca 2+

Circa 2+ "* Circa 2+

ADP-F

Circa 2+ n

Rilassamento

Il ciclo dei movimenti della testa della miosina durante la contrazione muscolare

miosina 0 + ATP

Riso. 5.4. La struttura dei filamenti di actina e miosina, il movimento delle teste di miosina durante la contrazione muscolare e il rilassamento. Spiegato nel testo: 1-4 - fasi del ciclo

Il meccanismo di contrazione delle fibre muscolari. L'eccitazione della fibra muscolare scheletrica in condizioni fisiologiche è causata solo da impulsi provenienti dai motoneuroni. L'impulso nervoso attiva la sinapsi neuromuscolare, provoca la comparsa di PC.P e il potenziale della placca terminale fornisce la generazione di un potenziale d'azione sul sarcolemma.

Il potenziale d'azione si diffonde sia lungo la membrana superficiale della fibra muscolare che in profondità nei tubuli trasversali. In questo caso si verifica la depolarizzazione delle cisterne del reticolo sarcoplasmatico e l'apertura dei canali del Ca 2+. Poiché la concentrazione di Ca 2+ nel sarcoplasma è 1 (G 7 -1 (G b M, e nelle cisterne è circa 10.000 volte maggiore, allora quando si aprono i canali del Ca 2+, il calcio lascia le cisterne nel sarcoplasma lungo il gradiente di concentrazione, diffonde ai miofilamenti e innesca i processi che assicurano la contrazione. Quindi, il rilascio di ioni Ca 2+

nel sarcoplasma c'è un fattore che collega l'elettricità cielo e fenomeni meccanici nelle fibre muscolari. Gli ioni Ca 2+ si legano alla troponina e questo, con la partecipazione della tropomio- zina, porta all'apertura (sblocco) delle aree di actina ululare fili che possono legarsi alla miosina. Successivamente, le teste di miosina energizzate formano ponti con l'actina e si verifica la scissione finale dell'ATP, precedentemente catturato e trattenuto dalle teste di miosina. L'energia ottenuta dalla scissione dell'ATP va a girare le teste della miosina verso il centro del sarcomero. Con questa rotazione, le teste di miosina tirano lungo i filamenti di actina, facendoli avanzare tra i filamenti di miosina. In un movimento del pettine, la testa può far avanzare il filamento di actina di -1% della lunghezza del sarcomero. Per la massima contrazione, sono necessari movimenti ripetuti delle teste. Ciò si verifica quando c'è una concentrazione sufficiente di ATP e Circa 2+ nel sarcoplasma. Per il movimento ripetuto della testa della miosina, deve essere attaccata ad essa una nuova molecola di ATP. L'attaccamento dell'ATP provoca una rottura della connessione tra la testa della miosina e l'actina, e prende momentaneamente la sua posizione iniziale, dalla quale può procedere per interagire con una nuova sezione del filamento di actina e fare un nuovo movimento di corsa.

Questa teoria del meccanismo di contrazione muscolare è stata chiamata teoria dei "fili scorrevoli"

Per rilassare la fibra muscolare è necessario che la concentrazione di ioni Ca 2+ nel sarcoplasma diventi inferiore a 10 -7 M/l. Ciò è dovuto al funzionamento della pompa del calcio, che distilla Ca 2+ dal sarcoplasma nel reticolo. Inoltre, per il rilassamento muscolare, è necessario che i ponti tra le teste di miosina e l'actina vengano spezzati. Tale rottura si verifica quando le molecole di ATP sono presenti nel sarcoplasma e si legano alle teste di miosina. Dopo aver staccato le teste, le forze elastiche allungano il sarcomero e spostano i filamenti di actina nella loro posizione originale. Le forze elastiche si formano a causa di: 1) trazione elastica di proteine ​​cellulari elicoidali incluse nella struttura del sarcomero; 2) le proprietà elastiche delle membrane del reticolo sarcoplasmatico e del sarcolemma; 3) l'elasticità del tessuto connettivo del muscolo, dei tendini e l'azione della gravità.

Forza muscolare. La forza muscolare è determinata dalla dimensione massima del carico che può sollevare, o dalla forza massima (tensione) che può sviluppare in condizioni di contrazione isometrica.

Una singola fibra muscolare è in grado di sviluppare una tensione di 100-200 mg. Ci sono circa 15-30 milioni di fibre nel corpo. Se agissero in parallelo in una direzione e allo stesso tempo, potrebbero creare una tensione di 20-30 tonnellate.

La forza muscolare dipende da una serie di fattori morfologici, funzionali, fisiologici e fisici.

La forza muscolare aumenta con l'aumento della loro area della sezione trasversale geometrica e fisiologica. Per determinare la sezione fisiologica del muscolo, trovare la somma delle sezioni trasversali di tutte le fibre muscolari lungo una linea tracciata perpendicolarmente al corso di ciascuna fibra muscolare.

In un muscolo con un percorso parallelo di fibre (del sarto), le sezioni geometriche e fisiologiche sono uguali. Nei muscoli ad andamento obliquo delle fibre (intercostali), la sezione fisiologica è maggiore della sezione geometrica e ciò contribuisce ad aumentare la forza muscolare. La sezione fisiologica e la forza dei muscoli con una disposizione piumata (la maggior parte dei muscoli del corpo) delle fibre muscolari aumenta ancora di più.

Per poter confrontare la forza delle fibre muscolari in muscoli con diverse strutture istologiche, è stato introdotto il concetto di forza muscolare assoluta.

Forza muscolare assoluta- la forza massima sviluppata dal muscolo, in termini di 1 cm 2 della sezione fisiologica. La forza assoluta del bicipite - 11,9 kg / cm 2, muscolo tricipite della spalla - 16,8 kg / cm 2, gastrocnemio 5,9 kg / cm 2, liscio - 1 kg / cm 2

La forza di un muscolo dipende dalla percentuale dei diversi tipi di unità motorie che compongono quel muscolo. Rapporto tipi diversi le unità motorie nello stesso muscolo non sono le stesse negli esseri umani.

Si distinguono i seguenti tipi di unità motorie: a) lento, instancabile (rosso) - ha poca forza, ma può essere in uno stato di contrazione tonica per lungo tempo senza segni di affaticamento; b) veloce, facilmente affaticabile (bianco) - le loro fibre hanno una grande forza di contrazione; c) veloce, resistente alla fatica: hanno una forza di contrazione relativamente grande e la fatica si sviluppa lentamente in loro.

In persone diverse, il rapporto tra il numero di unità motorie lente e veloci nello stesso muscolo è determinato geneticamente e può variare in modo significativo. Pertanto, nel muscolo quadricipite femorale umano, il contenuto relativo di fibre di rame può variare dal 40 al 98%. Maggiore è la percentuale di fibre lente nei muscoli umani, più sono adattate al lavoro a lungo termine, ma a bassa potenza. Le persone con un alto contenuto di unità motorie veloci e forti sono in grado di sviluppare una grande forza, ma sono inclini a affaticarsi rapidamente. Tuttavia, va tenuto presente che la fatica dipende anche da molti altri fattori.

La forza muscolare aumenta con uno stretching moderato. Ciò è dovuto al fatto che con un moderato allungamento del sarcomero (fino a 2,2 μm), aumenta il numero di ponti che possono formarsi tra actina e miosina. Quando un muscolo viene allungato, in esso si sviluppa anche una trazione elastica, finalizzata all'accorciamento. Questa spinta si aggiunge alla forza sviluppata dal movimento delle teste di miosina.

La forza muscolare è regolata dal sistema nervoso modificando la frequenza degli impulsi inviati al muscolo, sincronizzando l'eccitazione di un gran numero di unità motorie e scegliendo i tipi di unità motorie. La forza delle contrazioni aumenta: a) con l'aumento del numero di unità motorie eccitate coinvolte nella risposta; b) con un aumento della frequenza delle onde di eccitazione in ciascuna delle fibre attivate; c) durante la sincronizzazione delle onde di eccitazione nelle fibre muscolari; d) quando sono attivate unità motorie forti (bianche).

Innanzitutto (se è necessario sviluppare un piccolo sforzo), vengono attivate unità motorie lente e instancabili, quindi veloci, resistenti alla fatica. E se è necessario sviluppare più del 20-25% della forza massima, nella contrazione sono coinvolte unità motorie veloci e facilmente affaticate.

Con una tensione fino al 75% del massimo possibile, vengono attivate quasi tutte le unità motorie e si verifica un ulteriore aumento della forza a causa di un aumento della frequenza degli impulsi che arrivano alle fibre muscolari.

Con contrazioni deboli, la frequenza degli impulsi negli assoni dei motoneuroni è di 5-10 impulsi / s e con un'elevata forza di contrazione può raggiungere fino a 50 impulsi / s.

Nell'infanzia, l'aumento della forza è dovuto principalmente ad un aumento dello spessore delle fibre muscolari, e ciò è dovuto ad un aumento del numero di miofibrille. L'aumento del numero di fibre è trascurabile.

Durante l'allenamento muscolare negli adulti, un aumento della loro forza è associato ad un aumento del numero di miofibrille, mentre un aumento della resistenza è dovuto ad un aumento del numero di mitocondri e all'intensità della sintesi di ATP dovuta a processi aerobici.

Esiste una relazione tra la forza e la velocità di accorciamento. La velocità di contrazione muscolare è tanto maggiore quanto maggiore è la sua lunghezza (dovuta alla sommatoria degli effetti contrattili dei sarcomeri) e dipende dal carico sul muscolo. All'aumentare del carico, la velocità di contrazione diminuisce. Un carico pesante può essere sollevato solo guidando lentamente. La velocità massima di contrazione raggiunta durante la contrazione dei muscoli umani è di circa 8 m/s.

La forza della contrazione muscolare diminuisce man mano che si sviluppa la fatica.

La fatica e le sue basi fisiologiche.Fatica si chiama diminuzione temporanea delle prestazioni dovuta al lavoro precedente e scompare dopo un periodo di riposo.

L'affaticamento si manifesta con una diminuzione della forza muscolare, della velocità e dell'accuratezza dei movimenti, un cambiamento nelle prestazioni del sistema cardiorespiratorio e della regolazione autonomica e un deterioramento delle prestazioni del sistema nervoso centrale. Quest'ultimo è evidenziato da una diminuzione della velocità delle reazioni mentali più semplici, un indebolimento dell'attenzione, della memoria, un deterioramento degli indicatori di pensiero, un aumento del numero di azioni errate.

Soggettivamente, la fatica può manifestarsi come sensazione di affaticamento, dolore muscolare, palpitazioni, sintomi di mancanza di respiro, desiderio di ridurre il carico o smettere di lavorare. I sintomi della fatica possono variare a seconda del tipo di lavoro, della sua intensità e del grado di fatica. Se l'affaticamento è causato dal lavoro mentale, allora, di regola, i sintomi di una diminuzione delle capacità funzionali dell'attività mentale sono più pronunciati. Con un lavoro muscolare molto pesante possono manifestarsi sintomi di disturbi a livello dell'apparato neuromuscolare.

La fatica, che si sviluppa durante la normale attività lavorativa, sia durante il lavoro muscolare che mentale, ha meccanismi di sviluppo in gran parte simili. In entrambi i casi, i processi di affaticamento si sviluppano prima a livello nervoso centri. Un indicatore di questo è una diminuzione della mente naturale capacità lavorativa con affaticamento fisico e affaticamento mentale - una diminuzione dell'efficienza che cervicale attività.

riposo si chiama stato di riposo o svolgimento di una nuova attività in cui viene eliminata la fatica e viene ripristinata la capacità lavorativa. LORO. Sechenov ha dimostrato che il ripristino della capacità lavorativa avviene più velocemente se, mentre si riposa dopo l'affaticamento di un gruppo muscolare (ad esempio il braccio sinistro), il lavoro viene eseguito con un altro gruppo muscolare (con la mano destra). Ha chiamato questo fenomeno "riposo attivo"

Restauro sono i processi che assicurano l'eliminazione del deficit di riserve di energia e sostanze plastiche, la riproduzione di strutture esaurite o danneggiate durante il lavoro, l'eliminazione dei metaboliti in eccesso e le deviazioni degli indicatori di omeostasi dal livello ottimale.

La durata del periodo necessario per il recupero del corpo dipende dall'intensità e dalla durata del lavoro. Maggiore è l'intensità del lavoro, minore è il tempo necessario per effettuare periodi di riposo.

Vari indicatori di processi fisiologici e biochimici vengono ripristinati dopo tempi diversi dalla fine dell'attività fisica. Un test importante della velocità di recupero è il tempo impiegato dalla frequenza cardiaca per tornare ai livelli di riposo. Il tempo di recupero della frequenza cardiaca dopo un test con attività fisica moderata in una persona sana non deve superare i 5 minuti.

Con molto intenso attività fisica i fenomeni di affaticamento si sviluppano non solo nel sistema nervoso centrale, ma anche nelle sinapsi neuromuscolari, oltre che nei muscoli. Nel sistema della preparazione neuromuscolare, le fibre nervose hanno la minor fatica, la sinapsi neuromuscolare è la più grande, il muscolo occupa una posizione intermedia. Le fibre nervose possono condurre potenziali d'azione ad alta frequenza per ore senza segni di affaticamento. Con l'attivazione frequente della sinapsi, l'efficienza della trasmissione dell'eccitazione diminuisce prima e quindi si verifica il blocco della sua conduzione. Ciò è dovuto a una diminuzione della fornitura di un mediatore e ATP nel terminale presinaptico, una diminuzione della sensibilità della membrana postsinaptica all'acetilcolina.

Sono state proposte una serie di teorie sul meccanismo di sviluppo della fatica in un muscolo che lavora molto intensamente: a) la teoria dell'"esaurimento" - l'esaurimento delle riserve di ATP e le fonti della sua formazione (creatina fosfato, glicogeno, acidi grassi) , b) la teoria del "soffocamento" - la mancanza di apporto di ossigeno è in primo luogo nelle fibre del muscolo di lavoro; c) la teoria del "clogging", che spiega la fatica con l'accumulo di acido lattico e prodotti metabolici tossici nel muscolo. Allo stato attuale, si ritiene che tutti questi fenomeni si verifichino con un lavoro muscolare molto intenso.

È stato riscontrato che il massimo lavoro fisico prima dello sviluppo della fatica viene eseguito con una gravità e un ritmo di lavoro medi (la regola dei carichi medi). Nella prevenzione della fatica, è anche importante: il corretto rapporto tra periodi di lavoro e riposo, l'alternanza di lavoro mentale e fisico, tenendo conto di circadiano (circadiano), annuale e biologico individuale ritmi.

Forza muscolare uguale al prodotto tra forza muscolare e velocità di accorciamento. La potenza massima si sviluppa a un tasso medio di accorciamento muscolare. Per il muscolo del braccio, la potenza massima (200 W) si ottiene con una velocità di contrazione di 2,5 m/s.

5.2. Muscoli lisci

Proprietà fisiologiche e caratteristiche della muscolatura liscia.

I muscoli lisci sono parte integrante di alcuni organi interni e sono coinvolti nel fornire le funzioni svolte da questi organi. In particolare regolano la pervietà dei bronchi per l'aria, il flusso sanguigno in vari organi e tessuti, la circolazione dei fluidi e del chimo (nello stomaco, intestino, ureteri, urina e cistifellea), l'espulsione del feto dall'utero, dilatare o restringere le pupille (a causa della contrazione dei muscoli radiali o circolari dell'iride), modificare la posizione dei capelli e alleviare la pelle. Le cellule muscolari lisce sono a forma di fuso, lunghe 50-400 micron, spesse 2-10 micron.

I muscoli lisci, come i muscoli scheletrici, hanno eccitabilità, conduttività e contrattilità. A differenza dei muscoli scheletrici, che hanno elasticità, i muscoli lisci sono plastici (capaci a lungo mantenere la lunghezza data loro allungando senza aumentare lo stress). Questa proprietà è importante per la funzione di deposito del cibo nello stomaco o dei liquidi nella cistifellea e nella vescica urinaria.

Peculiarità eccitabilità le fibre muscolari lisce sono in una certa misura associate al loro basso potenziale transmembrana (E 0 = 30-70 mV). Molte di queste fibre sono automatiche. La durata del loro potenziale d'azione può raggiungere decine di millisecondi. Questo perché il potenziale d'azione in queste fibre si sviluppa principalmente per l'ingresso di calcio nel sarcoplasma dal fluido intercellulare attraverso i cosiddetti canali lenti del Ca 2+.

Velocità condurre eccitazione nelle cellule muscolari lisce, è piccolo - 2-10 cm / s. A differenza del muscolo scheletrico, la stimolazione nella muscolatura liscia può essere trasmessa da una fibra all'altra, giacendo accanto ad essa. Questa trasmissione avviene per la presenza di nexus tra le fibre muscolari lisce, che hanno una bassa resistenza corrente elettrica e fornendo lo scambio tra le cellule Ca 2+ e altre molecole. Di conseguenza, la muscolatura liscia ha le proprietà della sintesi funzionale.

contrattilità le fibre muscolari lisce sono caratterizzate da un lungo periodo di latenza (0,25-1,00 s) e da una lunga durata (fino a 1 min) di una singola contrazione. I muscoli lisci hanno una piccola forza di contrazione, ma sono in grado di rimanere a lungo in contrazione tonica senza che si sviluppi affaticamento. Ciò è dovuto al fatto che la muscolatura liscia spende 100-500 volte meno energia per mantenere la contrazione tetanica rispetto al muscolo scheletrico. Pertanto, le riserve di ATP consumate dalla muscolatura liscia hanno il tempo di riprendersi anche durante la contrazione e la muscolatura liscia di alcune strutture del corpo è in uno stato di contrazione tonica per tutta la vita.

Condizioni per la contrazione della muscolatura liscia. La caratteristica più importante delle fibre muscolari lisce è che sono eccitate sotto l'influenza di numerosi stimoli. La contrazione del muscolo scheletrico è normalmente avviata solo da un impulso nervoso che arriva alla sinapsi neuromuscolare. La contrazione della muscolatura liscia può essere causata sia da impulsi nervosi e sostanze biologicamente attive (ormoni, molti neurotrasmettitori, prostaglandine, alcuni metaboliti), sia da fattori fisici come lo stretching. Inoltre, la stimolazione della muscolatura liscia può verificarsi spontaneamente, a causa dell'automazione.

L'altissima reattività dei muscoli lisci, la loro proprietà di rispondere per contrazione all'azione di vari fattori crea notevoli difficoltà per la correzione dei disturbi nel tono di questi muscoli nella pratica medica. Questo può essere visto negli esempi del trattamento dell'asma bronchiale, dell'ipertensione arteriosa, della colite spastica e di altre malattie che richiedono la correzione dell'attività contrattile della muscolatura liscia.

Il meccanismo molecolare della contrazione della muscolatura liscia differisce anche dal meccanismo della contrazione della muscolatura scheletrica. I filamenti di actina e miosina nelle fibre muscolari lisce sono disposti in modo meno ordinato rispetto a quelli scheletrici e quindi la muscolatura liscia non ha una striatura trasversale. Non vi è alcuna proteina troponina nei filamenti di actina della muscolatura liscia e i centri molecolari di actina sono sempre aperti all'interazione con le teste di miosina. Affinché tale interazione si verifichi, è necessario scomporre le molecole di ATP e trasferire il fosfato alle teste di miosina. Quindi le molecole di miosina sono intrecciate in fili e si legano con le loro teste con la miosina. Questo è seguito da un giro delle teste di miosina, in cui i filamenti di actina vengono disegnati tra i filamenti di miosina e si verifica la contrazione.

La fosforilazione delle teste della miosina viene effettuata dall'enzima chinasi delle catene leggere della miosina e la defosforilazione dalla fosfatasi delle catene leggere della miosina. Se l'attività della miosina fosfatasi prevale sull'attività della chinasi, le teste della miosina vengono defosforilate, la connessione tra miosina e actina viene interrotta e il muscolo si rilassa.

Pertanto, affinché la muscolatura liscia si contragga, è necessario un aumento dell'attività della chinasi della catena leggera della miosina. La sua attività è regolata dal livello di Ca 2+ nel sarcoplasma. Quando la fibra muscolare liscia è eccitata, il contenuto di calcio nel suo sarcoplasma aumenta. Tale aumento è dovuto all'assunzione di Ca^+ da due fonti: 1) lo spazio intercellulare; 2) reticolo sarcoplasmatico (Fig. 5.5). Inoltre, gli ioni Ca 2+ formano un complesso con la proteina calmodulina, che attiva la miosina chinasi.

La sequenza dei processi che portano allo sviluppo della contrazione della muscolatura liscia: l'ingresso di Ca 2 nel sarcoplasma - act

zione della calmodulina (attraverso la formazione del complesso 4Ca 2+ - calmodulina) - attivazione della chinasi della catena leggera della miosina - fosforilazione delle teste della miosina - legame delle teste della miosina con l'actina e rotazione della testa, in cui i filamenti di actina vengono disegnati tra i filamenti di miosina.

Condizioni necessarie per il rilassamento della muscolatura liscia: 1) diminuzione (fino a 10 M/le meno) del contenuto di Ca 2+ nel sarcoplasma; 2) il decadimento del complesso 4Ca 2+ -calmodulina, che porta a una diminuzione dell'attività della chinasi della catena leggera della miosina - defosforilazione delle teste della miosina, che porta alla rottura dei legami tra i filamenti di actina e miosina. Successivamente, le forze elastiche provocano un ripristino relativamente lento della lunghezza originale della fibra muscolare liscia, il suo rilassamento.

Controlla domande e compiti

Membrana cellulare

Riso. 5.5. Schema delle vie di ingresso del Ca 2+ nel sarcoplasma della muscolatura liscia

cellula e sua rimozione dal plasma: a - meccanismi che prevedono l'ingresso del Ca 2 + nel sarcoplasma e l'inizio della contrazione (il Ca 2+ proviene dall'ambiente extracellulare e dal reticolo sarcoplasmatico); b - modi per rimuovere Ca 2+ dal sarcoplasma e fornire rilassamento

Influenza della noradrenalina tramite i recettori α-adrenergici

Canale Ca 2+ ligando-dipendente

Canali "perdite g

Canale Ca 2+ dipendente dal potenziale

Cellula muscolare liscia

a-adreno! recettoreFnoradrenalinaG

Quali sono i tipi di muscoli umani? Quali sono le funzioni del muscolo scheletrico?

Descrivere le proprietà fisiologiche dei muscoli scheletrici.

Qual è il rapporto tra potenziale d'azione, contrazione ed eccitabilità della fibra muscolare?

Quali sono le modalità e i tipi di contrazioni muscolari?

Dare le caratteristiche strutturali e funzionali della fibra muscolare.

Cosa sono le unità motorie? Elenca i loro tipi e caratteristiche.

Qual è il meccanismo di contrazione e rilassamento delle fibre muscolari?

Cos'è la forza muscolare e quali fattori la influenzano?

Qual è il rapporto tra la forza di contrazione, la sua velocità e il lavoro?

Definisci fatica e recupero. Quali sono le loro basi fisiologiche?

Quali sono le proprietà e le caratteristiche fisiologiche della muscolatura liscia?

Elenca le condizioni per la contrazione e il rilassamento della muscolatura liscia.

In un articolo sulla produzione di energia anaerobica e aerobica, abbiamo esaminato diversi modi per estrarre energia. È logico supporre che le fibre muscolari abbiano anche una certa predisposizione a ricevere energia in un modo o nell'altro. Prima di esaminare i tipi di fibre muscolari, richiameremo brevemente la conoscenza dell'anatomia necessaria per comprendere il problema.

Il tessuto muscolare è di tre tipi:

• liscio muscolo (incluso nelle pareti organi interni: vasi sanguigni e linfatici, tratto urinario, tratto digestivo);
• muscolo cardiaco striato(il cuore ne è costituito);
• tessuto muscolare scheletrico striato(muscoli scheletrici, nonché le pareti della faringe, dell'esofago superiore, della lingua, dei muscoli oculomotori).

Considereremo, rispettivamente, quest'ultimo tipo: tessuto muscolare scheletrico striato, di cui sono composti i nostri muscoli e la cui proprietà principale è l'arbitrarietà delle contrazioni e del rilassamento.

Nel corpo umano, circa 600 muscoli(diversi metodi di conteggio ottengono numeri leggermente diversi). I più piccoli sono attaccati alle ossa più piccole dell'orecchio. I più grandi - i muscoli del gluteo massimo - mettono in movimento le gambe. I muscoli più forti sono il gastrocnemio e i muscoli masticatori.

Gli uomini hanno più massa muscolare delle donne: la massa muscolare nelle donne è di circa il 30-35% e negli uomini il 42-47% del peso corporeo totale. Per gli atleti particolarmente eccezionali, questa percentuale può arrivare fino a 60 o più. Ma le donne hanno una percentuale significativamente più alta di tessuto adiposo e il corpo femminile ha una maggiore capacità di utilizzare gli acidi grassi come fonte di energia.

Anche la distribuzione della massa muscolare in tutto il corpo negli uomini e nelle donne non è la stessa. La stragrande maggioranza della massa muscolare nella maggior parte delle donne si trova nella parte inferiore del corpo e nella parte superiore del corpo i volumi muscolari non sono grandi, i muscoli sono piccoli e spesso completamente non allenati.

Struttura muscolare

Ogni muscolo scheletrico è composto da molti sottili fibre muscolari, spessore 0,05-0,11 mm e lunghezza fino a 15 cm Le fibre muscolari sono raccolte in fasci di 10-50 pezzi, circondate da tessuto connettivo. Il muscolo stesso è anche circondato da tessuto connettivo (fascia). Le fibre muscolari costituiscono l'85-90% della massa muscolare, il resto sono vasi sanguigni e nervi che passano tra di loro. Le fibre muscolari passano dolcemente alle estremità nei tendini e i tendini sono attaccati alle ossa.

Il sarcoplasma (citoplasma) delle fibre muscolari contiene molti mitocondri, che fungono da centrali elettriche, dove avvengono i processi metabolici e si accumulano sostanze ricche di energia, nonché altre sostanze necessarie per fornire fabbisogno energetico... Ogni cellula muscolare ha migliaia di mitocondri, che costituiscono il 30-35% della sua massa. I mitocondri si allineano in una catena lungo miofibrille, sottili filamenti muscolari, grazie ai quali avviene la contrazione-rilassamento muscolare. Una cellula di solito contiene diverse decine di miofibrille. La lunghezza di una miofibrilla può raggiungere diversi centimetri e la massa di tutte le miofibrille di una cellula muscolare è circa il 50% della sua massa totale. Pertanto, lo spessore della fibra muscolare dipenderà principalmente dal numero di miofibrille in essa e dalla sezione trasversale delle miofibrille. Le miofibrille, a loro volta, sono composte da molti piccoli sarcomeri.

L'educazione fisica e lo sport mirati portano a:

• un aumento del numero di miofibrille nella fibra muscolare;
• un aumento della sezione trasversale delle miofibrille;
• un aumento delle dimensioni e del numero dei mitocondri che forniscono energia alle miofibrille;
• aumentano le riserve di vettori energetici nella cellula muscolare (glicogeno, fosfati, ecc.).

Nel processo di allenamento, prima aumenta la forza del muscolo, successivamente aumenta lo spessore della fibra muscolare, che alla fine porta ad un aumento complessivo della sezione trasversale dell'intero muscolo. Il processo di aumento dello spessore delle fibre muscolari è chiamato ipertrofia e la diminuzione è chiamata atrofia.

Forza e massa muscolare non aumentano proporzionalmente: se la massa muscolare aumenta, ad esempio, due volte, allora la forza muscolare triplicherà.

Le biopsie muscolari hanno mostrato una percentuale inferiore di miofibrille nelle fibre muscolari nelle donne rispetto agli uomini (anche negli atleti altamente qualificati). Accoppiato con livelli di testosterone significativamente più bassi (il testosterone ti fa "spremere" fuori corpo maschile massimo), l'allenamento tradizionale negli uomini per aumentare la massa muscolare con grandi pesi in un basso numero di ripetizioni è inefficace per la maggior parte delle donne. Pertanto, le donne non possono costruire muscoli enormi, non importa quanto ci provino. Il numero di fibre muscolari in un particolare muscolo è impostato geneticamente e non cambia durante l'allenamento. Pertanto, una persona con più fibre muscolari in un particolare muscolo ha più potenziale per sviluppare quel muscolo rispetto a un'altra persona con meno cellule muscolari in quel muscolo.

Fibre muscolari rosse e bianche

A seconda delle proprietà contrattili, del colore istochimico e dell'affaticamento, le fibre muscolari sono divise in due gruppi: rosso e bianco.

Fibre muscolari rosse

Fibre muscolari rosse- Sono fibre lente di piccolo diametro, che vengono utilizzate per ottenere energia dall'ossidazione di carboidrati e acidi grassi (sistema di produzione di energia aerobica). Altri nomi per queste fibre sono fibre muscolari a contrazione lenta o lenta, fibre di tipo 1 e fibre a contrazione lenta.

Le fibre lente sono chiamate rosse a causa della colorazione istochimica rossa dovuta all'elevata quantità di mioglobina in queste fibre, una proteina pigmentata rossa che fornisce ossigeno dai capillari sanguigni in profondità nella fibra muscolare.

Le fibre rosse hanno un gran numero di mitocondri, in cui avviene il processo di ossidazione per ottenere energia.Le fibre ST sono circondate da una vasta rete di capillari necessari per il trasporto di grandi quantità di ossigeno attraverso il sangue.

Le fibre muscolari lente sono adattate per utilizzare il sistema di produzione di energia aerobica: la forza delle loro contrazioni è relativamente piccola e il tasso di consumo energetico è tale che il metabolismo aerobico è sufficiente per loro. Tali fibre sono ottime per lavori lunghi e non intensi (mantenere le distanze nel nuoto, leggere e camminare, esercizi con pesi leggeri a un ritmo moderato, aerobica), movimenti che non richiedono sforzi significativi, mantenimento di una postura. Le fibre muscolari rosse vengono reclutate a carichi entro il 20-25% della forza massima e si distinguono per un'eccellente resistenza.

Le fibre rosse non sono adatte per sollevare pesi pesanti, distanze di sprint nel nuoto, poiché questi tipi di carichi richiedono una ricezione e un dispendio di energia abbastanza rapidi.

Fibre muscolari bianche

Fibre muscolari bianche- si tratta di fibre veloci di diametro maggiore rispetto alle fibre rosse, utilizzate principalmente per la produzione di energia mediante glicolisi (sistema di produzione di energia anaerobica). Altri nomi per queste fibre sono fibre muscolari a contrazione rapida, fibre di tipo 2 e fibre a contrazione rapida.

Le fibre veloci hanno meno mioglobina, quindi sembrano più bianche.

Le fibre muscolari bianche sono caratterizzate da un'elevata attività dell'enzima ATPasi, pertanto l'ATP viene rapidamente scomposto per ottenere una grande quantità di energia necessaria per un lavoro intensivo. Poiché le fibre FT hanno un alto tasso di dispendio energetico, richiedono anche un alto tasso di recupero delle molecole di ATP, che può essere fornito solo dal processo di glicolisi, perché, a differenza del processo di ossidazione (produzione di energia aerobica), avviene direttamente nel sarcoplasma delle fibre muscolari e non richiede la consegna di ossigeno ai mitocondri e la consegna di energia da questi alle miofibrille. La glicolisi porta alla formazione di acido lattico (lattato) che si accumula rapidamente, quindi le fibre bianche si stancano rapidamente, il che alla fine impedisce al muscolo di funzionare. Durante la produzione di energia aerobica, l'acido lattico non si forma nelle fibre rosse, quindi sono in grado di mantenere a lungo una tensione moderata.

Le fibre bianche hanno un diametro maggiore di quelle rosse, contengono anche molte più miofibrille e glicogeno, ma meno mitocondri. Le fibre bianche contengono anche creatina fosfato (CP), necessaria nella fase iniziale del lavoro ad alta intensità.

Le fibre bianche sono le migliori per fare sforzi veloci, potenti, ma di breve durata (perché hanno una bassa resistenza). Rispetto alle fibre lente, le fibre FT possono contrarsi due volte più velocemente e sviluppare una forza 10 volte maggiore. Sono le fibre bianche che consentono a una persona di sviluppare la massima forza e velocità. Lavorare dal 25 al 30% e oltre significa che sono le fibre FT a lavorare nei muscoli.

A seconda del metodo per ottenere energia Le fibre muscolari a contrazione rapida sono divise in due tipi:

1. Fibre glicolitiche veloci (fibre FTG)... Queste fibre utilizzano il processo di glicolisi per produrre energia, ad es. può utilizzare esclusivamente il sistema di produzione di energia anaerobica, che favorisce la formazione di lattato (acido lattico). Di conseguenza, queste fibre non possono produrre energia aerobicamente utilizzando l'ossigeno. Le fibre glicolitiche veloci hanno la massima forza e velocità di contrazione. Queste fibre svolgono un ruolo fondamentale nell'aumento di massa del bodybuilding e danno ai nuotatori e ai corridori velocisti la massima velocità.
2. Fibre glicolitiche ad ossidazione rapida (fibre FTO), altrimenti fibre veloci intermedie o di transizione. Queste fibre sono, per così dire, un tipo intermedio tra le fibre muscolari veloci e lente. Le fibre FTO hanno un potente sistema di produzione di energia anaerobica, ma sono anche adatte a svolgere un lavoro aerobico abbastanza intenso. Cioè, possono sviluppare sforzi significativi e sviluppare un alto tasso di contrazione, usando la glicolisi come principale fonte di energia e, allo stesso tempo, a una bassa intensità di contrazione, queste fibre possono usare l'ossidazione in modo abbastanza efficace. Il tipo intermedio di fibre è incluso nel lavoro con un carico del 20-40% del massimo, ma quando il carico raggiunge circa il 40%, il corpo passa già completamente alle fibre FTG.

Le fibre veloci contribuiscono in modo determinante al successo atletico in quegli sport che richiedono forza esplosiva e sviluppo della massima velocità in breve tempo: nuoto sprint, sprint, bodybuilding e powerlifting, sollevamento pesi, boxe e arti marziali.

La sequenza di accensione delle fibre di diverso tipo

Il nome fibra veloce o lenta non significa affatto che i movimenti veloci siano eseguiti solo dalle fibre muscolari bianche e i movimenti lenti solo da quelle rosse. Per includere nel lavoro di alcune fibre muscolari, conta solo la forza che deve essere applicata per eseguire il movimento e l'accelerazione che deve essere data al corpo.

Analizziamo la sequenza di inclusione nel lavoro di diversi tipi di fibre muscolari usando l'esempio della corsa. Il primo, quando si inizia il movimento, le fibre rosse lente sono sempre incluse nel lavoro. Se è richiesto uno sforzo leggero, non superiore al 25% del massimo, come, ad esempio, durante il jogging, il lavoro verrà eseguito a causa delle loro contrazioni. Questo lavoro può richiedere molto tempo, perché le fibre rosse hanno una grande resistenza. Poiché l'intensità del carico aumenta oltre il 20-25% (ad esempio, abbiamo deciso di correre più velocemente), nel lavoro verranno incluse fibre ossidative-glicolitiche veloci (fibre FTO). Quando l'intensità del carico aumenta ulteriormente, le fibre glicolitiche veloci (fibre FTG) inizieranno a connettersi per funzionare. Con un carico superiore al 40% del massimo (ad esempio, durante il trattino finale), il lavoro verrà eseguito proprio grazie alle fibre veloci FTG. Le fibre glicolitiche bianche sono le fibre a contrazione più forti e veloci, ma a causa dell'accumulo di acido lattico, che appare durante la glicolisi, si affaticano rapidamente. Pertanto, i muscoli non possono lavorare a lungo in una modalità di carico ad alta intensità.

Ma cosa succede se non stiamo guadagnando velocità senza problemi, ma, ad esempio, nuotiamo uno sprint di 50 metri o solleviamo un bilanciere? In questo caso, con movimenti bruschi ed esplosivi, l'intervallo tra l'inizio della contrazione delle fibre muscolari lente e veloci è minimo ed è di pochi millisecondi. Si scopre che entrambi i tipi di fibre muscolari iniziano a contrarsi quasi contemporaneamente.

Cosa otteniamo: con l'esercizio prolungato a un ritmo moderato, funzionano principalmente le fibre rosse. Grazie al loro metodo aerobico per ottenere energia, con un esercizio aerobico prolungato (più di mezz'ora), vengono bruciati non solo i carboidrati, ma anche i grassi. Pertanto, è possibile perdere peso su un tapis roulant o distanze di nuoto ed è difficile farlo in attività ad alta intensità, ad esempio sui simulatori. Ma nell'allenamento mirato ad aumentare la forza, i muscoli vengono aggiunti in volume in modo significativamente maggiore rispetto all'allenamento di resistenza aerobica. Ciò è dovuto principalmente all'ispessimento delle fibre veloci (gli studi hanno dimostrato che le fibre muscolari rosse hanno una debole capacità di ipertrofia.

Il rapporto tra fibre lente e veloci nel corpo

Durante la ricerca, è stato scoperto che il rapporto tra fibre muscolari lente e veloci nel corpo è determinato geneticamente... La persona media ha circa il 40-50% di fibre muscolari lente e il 50-60% di veloci. Ma ogni persona è individuale, quindi è nel tuo corpo che possono prevalere sia le fibre rosse che quelle bianche.

In diversi muscoli del corpo, il rapporto proporzionale tra le fibre muscolari bianche e rosse non è lo stesso. Il fatto è che muscoli diversi e i gruppi muscolari svolgono diverse funzioni nel corpo, quindi possono essere molto diversi nella composizione delle fibre muscolari. Ad esempio, nei bicipiti e nei tricipiti circa il 70% di fibre bianche, nella coscia il 50% e nel muscolo del polpaccio solo il 16%. Quindi, più il lavoro dinamico è incluso nel compito funzionale del muscolo, più fibre veloci conterrà.

Sappiamo già che il rapporto generale nel corpo delle fibre muscolari bianche e rosse è geneticamente inerente. Ecco perché persone diverse hanno un potenziale diverso negli sport di forza o di resistenza. Con la predominanza delle fibre muscolari lente, sono molto più adatti sport come il nuoto a lunga distanza, la maratona, lo sci, ecc., ovvero quegli sport in cui è principalmente coinvolto il sistema aerobico di formazione dell'energia. Maggiore è la proporzione di fibre muscolari veloci nel corpo, migliori risultati si possono ottenere nel nuoto sprint, nello sprint, nel bodybuilding, nel powerlifting, nel sollevamento pesi, nel pugilato e in altri sport in cui l'energia esplosiva è di fondamentale importanza, che solo le fibre muscolari veloci possono fornire. ... Tra gli atleti eccezionali - velocisti, predominano sempre le fibre muscolari veloci, il loro numero nei muscoli delle gambe raggiunge l'85%. Per coloro che hanno diversi tipi di fibre approssimativamente allo stesso modo, le distanze medie nel nuoto e nella corsa sono perfette. Tutto quanto sopra non significa che se una persona è dominata da fibre veloci, non sarà mai in grado di correre una distanza di maratona. Correrà una maratona, ma non diventerà mai un campione in questo sport. Al contrario, le prestazioni di bodybuilding di una persona che ha un numero significativamente maggiore di fibre rosse nel corpo sarà peggiore della persona media che ha un rapporto approssimativamente uguale tra fibre bianche e rosse.

Il contenuto proporzionale di fibre veloci e lente nel corpo può cambiare a seguito dell'esercizio? I dati qui sono contraddittori. Alcuni sostengono che questo rapporto è invariabile e nessuna quantità di allenamento può cambiare la proporzione geneticamente specificata. Altre prove suggeriscono che con un allenamento persistente, alcune fibre possono cambiare tipo: ad esempio, l'allenamento della forza nel bodybuilding può aumentare il numero di cellule muscolari veloci e con l'allenamento aerobico aumenta il contenuto di cellule lente. Tuttavia, questi cambiamenti sono piuttosto limitati e il passaggio da una tipologia all'altra non supera il 10%.

Riassumiamo:

Parametri di valutazione	Tipo di fibra muscolare
	Fibre FT (veloci)		Fibre ST (lento)
	Fibre FTG	Fibre FTO
tasso di contrazione
forza di contrazione	molto grande		insignificante
resistenza aerobica			Molto bene
reattività.			Lento
diametro della fibra
capacità di ipertrofia	piccolo	piccolo
modo per ottenere energia	glicolisi	glicolisi e ossidazione	ossidazione
durata del lavoro
	minore		significativo
riserve di fosfato	significativo		minore
depositi di glicogeno	significativo	medio-medio
riserve di grasso	minore	medio-insignificante	medio-medio
capillarizzazione	insignificante	da buono a molto buono	Molto bene
funzioni svolte	lavoro anaerobico: carichi nella zona submassimale, manifestazione di forza massima e velocità	esercizio anaerobico a lungo termine di intensità moderata, esercizio aerobico piuttosto intenso	lavoro aerobico, resistenza e resistenza alla forza, lavoro statico in appoggio e tenuta

I muscoli sono uno dei componenti principali del corpo. Si basano sul tessuto, le cui fibre si contraggono sotto l'influenza degli impulsi nervosi, che consente al corpo di muoversi e rimanere nell'ambiente.

I muscoli si trovano in ogni parte del nostro corpo. E anche se non sappiamo della loro esistenza, esistono ancora. È sufficiente, ad esempio, andare in palestra per la prima volta o fare aerobica: il giorno dopo, anche quei muscoli che non sapevi esistessero inizieranno a farti male.

Non sono solo responsabili del movimento. A riposo, anche i muscoli richiedono energia per mantenersi in buona forma. Ciò è necessario affinché in qualsiasi momento un certo possa rispondere a un impulso nervoso con un movimento appropriato e non perdere tempo a prepararsi.

Per capire come sono disposti i muscoli, suggeriamo di ricordare le basi, ripetere la classificazione e guardare nel cellulare, impariamo anche le malattie che possono comprometterne il lavoro e come rafforzare i muscoli scheletrici.

Concetti generali

In base al loro riempimento e alle reazioni che avvengono, le fibre muscolari si suddividono in:

• a strisce incrociate;
• liscio.

I muscoli scheletrici sono strutture tubolari allungate, il cui numero di nuclei in una cellula può raggiungere diverse centinaia. Sono costituiti da tessuto muscolare, che è attaccato a varie parti dello scheletro osseo. Le contrazioni dei muscoli striati facilitano il movimento umano.

Varietà di forme

In cosa differiscono i muscoli? Le foto presentate nel nostro articolo ci aiuteranno a capirlo.

I muscoli scheletrici sono uno dei componenti principali del sistema muscolo-scheletrico. Ti permettono di muoverti e mantenere l'equilibrio e sono anche coinvolti nel processo di respirazione, formazione della voce e altre funzioni.

Ci sono oltre 600 muscoli nel corpo umano. In percentuale, il loro peso totale è il 40% del peso corporeo totale. I muscoli sono classificati per forma e struttura:

• fusiforme spesso;
• lamellare sottile.

La classificazione facilita l'apprendimento

La divisione dei muscoli scheletrici in gruppi viene effettuata in base alla loro posizione e alla loro importanza nell'attività dei vari organi del corpo. Gruppi principali:

Muscoli della testa e del collo:

• imitare: vengono utilizzati quando si sorride, si comunica e si creano varie smorfie, garantendo al contempo il movimento delle parti costitutive del viso;
• masticare: contribuire a un cambiamento nella posizione della regione maxillo-facciale;
• muscoli volontari degli organi interni della testa (palato molle, lingua, occhi, orecchio medio).

Gruppi muscolari scheletrici del rachide cervicale:

• superficiale: favorisce i movimenti di inclinazione e rotazione della testa;
• medio: crea la parete inferiore della cavità orale e contribuisce al movimento verso il basso della mascella e della cartilagine laringea;
• quelli profondi eseguono inclinazioni e giramenti della testa, creano un sollevamento della prima e della seconda costola.

I muscoli, la cui foto vedete qui, sono responsabili del tronco e sono divisi in fasci muscolari delle seguenti sezioni:

• torace: attiva la parte superiore del busto e le braccia e aiuta anche a cambiare la posizione delle costole durante la respirazione;
• parte dell'addome - dà il movimento del sangue attraverso le vene, cambia la posizione del torace durante la respirazione, influenza il funzionamento del tratto intestinale, favorisce la flessione del tronco;
• dorsale: crea il sistema motorio degli arti superiori.

Muscoli delle estremità:

• superiore - costituito dai tessuti muscolari della cintura scapolare e dell'arto superiore libero, aiuta a muovere la mano nella capsula articolare della spalla e crea movimenti del polso e delle dita;
• inferiore - svolgono il ruolo principale nel movimento di una persona nello spazio, sono suddivisi nei muscoli della cintura pelvica e nella parte libera.

Struttura muscolare scheletrica

Nella sua struttura, ha un'enorme quantità di forma oblunga con un diametro da 10 a 100 micron, la loro lunghezza varia da 1 a 12 cm Le fibre (microfibrille) sono sottili - actina e spesse - miosina.

I primi sono costituiti da una proteina a struttura fibrillare. Si chiama actina. Le fibre spesse sono composte da vari tipi di miosina. Differiscono nel tempo necessario per decomporre la molecola di ATP, che porta a un diverso tasso di contrazione.

La miosina nelle cellule muscolari lisce è dispersa, sebbene vi sia una grande quantità di proteine, che a sua volta è significativa nella contrazione tonica prolungata.

La struttura del muscolo scheletrico è simile a una corda oa un filo intrecciato intrecciato con fibre. Sopra è circondato da una sottile guaina di tessuto connettivo chiamata epimisio. Rami più sottili del tessuto connettivo, creando setti, si estendono dalla sua superficie interna in profondità nel muscolo. In essi vengono "avvolti" fasci separati di tessuto muscolare, che contengono fino a 100 fibrille ciascuno. I rami più stretti si estendono da loro ancora più in profondità.

I sistemi circolatorio e nervoso penetrano attraverso tutti gli strati nei muscoli scheletrici. La vena arteriosa corre lungo il perimisio - questo è il tessuto connettivo che copre i fasci di fibre muscolari. I capillari arteriosi e venosi si trovano uno accanto all'altro.

Processo di sviluppo

Il muscolo scheletrico si sviluppa dal mesoderma. Dal lato del solco nervoso si formano i somiti. Dopo un lasso di tempo, i miotomi vengono rilasciati in essi. Le loro cellule, assumendo la forma di un fuso, evolvono in mioblasti, che si dividono. Alcuni di loro progrediscono, mentre altri rimangono invariati e formano miosatellitociti.

Una parte insignificante dei mioblasti, a causa del contatto dei poli, crea contatto tra loro, quindi nella zona di contatto i plasmalemmi si disintegrano. Attraverso la fusione delle cellule, vengono creati i simplasti. Le giovani cellule muscolari indifferenziate che si trovano nello stesso ambiente con il miosimplasto della membrana basale migrano verso di esse.

Funzione dei muscoli scheletrici

Questa muscolatura è la base del sistema muscolo-scheletrico. Se è forte, il corpo è più facile da mantenere nella posizione desiderata e la probabilità di piegarsi o scoliosi è ridotta al minimo. Tutti conoscono i vantaggi di praticare sport, quindi consideriamo il ruolo che svolgono i muscoli in questo.

Il tessuto contrattile dei muscoli scheletrici nel corpo umano svolge molte funzioni diverse necessarie per il corretto posizionamento del corpo e la sua interazione parti separate insieme.

I muscoli svolgono le seguenti funzioni:

• creare mobilità del corpo;
• proteggere l'energia termica creata all'interno del corpo;
• favorire il movimento e la ritenzione verticale nello spazio;
• aiuta a ridurre vie respiratorie e aiutare con la deglutizione;
• formare espressioni facciali;
• contribuiscono alla produzione di calore.

Supporto continuo

Quando il tessuto muscolare è a riposo, c'è sempre una leggera tensione, chiamata tono muscolare. Si forma a causa di piccole frequenze di impulso che entrano nei muscoli dal midollo spinale. La loro azione è determinata da segnali che penetrano dalla testa ai motoneuroni spinali. Il tono muscolare dipende anche dalle loro condizioni generali:

• allungamento;
• il livello di riempimento dei casi muscolari;
• arricchimento del sangue;
• equilibrio generale di acqua e sale.

Una persona ha la capacità di regolare il livello di carico muscolare. Come risultato di un esercizio fisico prolungato o di un forte sovraccarico emotivo e nervoso, il tono muscolare aumenta involontariamente.

Contrazioni dei muscoli scheletrici e loro varietà

Questa funzione è di base. Ma anche lei, con apparente semplicità, può essere suddivisa in più tipologie.

Tipi di muscoli contrattili:

• isotonico: la capacità del tessuto muscolare di accorciarsi senza cambiamenti nelle fibre muscolari;
• isometrico: durante la reazione, la fibra si contrae, ma la sua lunghezza rimane la stessa;
• auxotonico - il processo di contrazione del tessuto muscolare, in cui la lunghezza e la tensione dei muscoli sono soggette a cambiamenti.

Consideriamo questo processo in modo più dettagliato.

Innanzitutto, il cervello invia un impulso attraverso il sistema dei neuroni, che raggiunge il motoneurone adiacente al fascio muscolare. Inoltre, il neurone efferente viene innervato dalla vescicola sinottica e viene rilasciato un neurotrasmettitore. Si lega ai recettori sul sarcolemma della fibra muscolare e apre il canale del sodio, che porta alla depolarizzazione della membrana, che, quando in quantità sufficiente, stimola la produzione di ioni calcio. Quindi si combina con la troponina e ne stimola la contrazione. Questo, a sua volta, rimuove la tropomeazina, permettendo all'actina di legarsi alla miosina.

Inoltre, inizia il processo di scorrimento del filamento di actina rispetto al filamento di miosina, a seguito del quale i muscoli scheletrici si contraggono. Per comprendere il processo di compressione dei fasci muscolari striati, un'illustrazione schematica aiuterà.

Come funziona il muscolo scheletrico

L'interazione di un gran numero di fasci muscolari contribuisce ai vari movimenti del tronco.

Il lavoro muscolare scheletrico può essere svolto nei seguenti modi:

• i muscoli sinergici lavorano in una direzione;
• i muscoli antagonisti facilitano l'esecuzione di movimenti opposti per esercitare la tensione.

L'azione antagonista dei muscoli è uno dei principali fattori nell'attività dell'apparato muscolo-scheletrico. Quando viene svolta un'azione, non solo le fibre muscolari che la svolgono sono incluse nel lavoro, ma anche i loro antagonisti. Favoriscono la resistenza e donano concretezza e grazia al movimento.

Il muscolo scheletrico striato, quando esposto all'articolazione, svolge un lavoro complesso. Il suo carattere è determinato dalla posizione dell'asse articolare e dalla posizione relativa del muscolo.

Alcune delle funzioni del muscolo scheletrico sono poco conosciute e spesso non se ne parla. Ad esempio, alcuni dei fasci fungono da leve per le ossa scheletriche.

Lavoro muscolare a livello cellulare

L'azione dei muscoli scheletrici è svolta da due proteine: actina e miosina. Questi componenti hanno la capacità di muoversi l'uno rispetto all'altro.

Per implementare l'efficienza del tessuto muscolare è necessario il consumo di energia, contenuta nei legami chimici dei composti organici. La rottura e l'ossidazione di tali sostanze avviene nei muscoli. L'aria è sempre presente qui e l'energia viene rilasciata, il 33% di tutto questo viene speso per le prestazioni del tessuto muscolare e il 67% viene trasferito ad altri tessuti e speso per mantenere una temperatura corporea costante.

Malattie della muscolatura dello scheletro

Nella maggior parte dei casi, le deviazioni dalla norma nel funzionamento dei muscoli sono dovute allo stato patologico delle parti critiche del sistema nervoso.

Le anomalie del muscolo scheletrico più comuni sono:

• Crampi muscolari - una violazione dell'equilibrio elettrolitico nel fluido extracellulare che circonda le fibre muscolari e nervose, nonché i cambiamenti nella pressione osmotica in esso, in particolare il suo aumento.
• Tetania ipocalcemica - contrazioni tetaniche involontarie dei muscoli scheletrici, osservate quando la concentrazione extracellulare di Ca2 + scende a circa il 40% del livello normale.
• caratterizzata da degenerazione progressiva delle fibre muscolari scheletriche e del miocardio, nonché disabilità muscolare, che può portare alla morte per insufficienza respiratoria o cardiaca.
• La miastenia grave è una malattia autoimmune cronica in cui si formano nel corpo anticorpi contro il recettore nicotinico dell'ACh.

Rilassamento e recupero dei muscoli scheletrici

Una dieta sana, uno stile di vita e un esercizio fisico regolare possono aiutarti a ottenere muscoli scheletrici sani e belli. Non devi esercitare e costruire muscoli. Abbastanza regolari allenamenti cardio e yoga.

Non dimenticare l'accoglienza obbligatoria vitamine essenziali e minerali, nonché visite regolari a saune e bagni con le scope, che arricchiscono di ossigeno il tessuto muscolare e i vasi sanguigni.

Massaggi rilassanti sistematici aumenteranno l'elasticità e la riproduzione dei fasci muscolari. Inoltre, una visita alla criosauna ha un effetto positivo sulla struttura e sul funzionamento dei muscoli scheletrici.

I muscoli di una persona in relazione alla sua massa totale rappresentano circa il 40%. La loro funzione principale nel corpo è quella di fornire movimento attraverso la capacità di contrarsi e rilassarsi. Per la prima volta, la struttura dei muscoli (grado 8) inizia a essere studiata a scuola. Lì, la conoscenza viene data a un livello generale, senza molto approfondimento. L'articolo sarà di interesse per coloro che desiderano andare un po' oltre questo quadro.

Struttura muscolare: informazioni generali

Il tessuto muscolare è un gruppo di varietà striate, lisce e cardiache. Diversi per origine e struttura, si combinano in base alla funzione che svolgono, cioè la capacità di contrarsi e allungarsi. Oltre alle varietà elencate, che sono formate dal mesenchima (mesoderma), in corpo umano c'è anche tessuto muscolare di origine ectodermica. Questi sono i miociti dell'iride degli occhi.

La struttura strutturale e generale dei muscoli è la seguente: sono costituiti da una parte attiva chiamata addome e estremità dei tendini (tendini). Questi ultimi sono formati da tessuto connettivo denso e svolgono la funzione di attaccamento. Si distinguono per il caratteristico colore giallo-biancastro e la lucentezza. Inoltre, hanno una forza significativa. Di solito, con i loro tendini, i muscoli si attaccano ai collegamenti dello scheletro, la cui connessione è mobile. Tuttavia, alcuni possono attaccarsi alla fascia, a vari organi (bulbo oculare, cartilagine laringea, ecc.), Alla pelle (sul viso). L'apporto di sangue ai muscoli varia e dipende dallo stress che stanno vivendo.

Regolazione del lavoro muscolare

Il controllo sul loro lavoro è svolto, come quello di altri organi, dal sistema nervoso. Le sue fibre nei muscoli terminano in recettori o effettori. I primi si trovano anche nei tendini, hanno la forma di rami terminali del nervo sensoriale o del fuso neuromuscolare, che ha una struttura complessa. Reagiscono al grado di contrazione e allungamento, a seguito del quale una persona ha una certa sensazione, che, in particolare, aiuta a determinare la posizione del corpo nello spazio. Le terminazioni nervose effettrici (dette anche placche motorie) appartengono al nervo motore.

La struttura dei muscoli è anche caratterizzata dalla presenza in essi delle terminazioni delle fibre del sistema nervoso simpatico (autonomo).

La struttura del tessuto muscolare striato

È spesso chiamato scheletrico o striato. La struttura del muscolo scheletrico è piuttosto complessa. È formato da fibre di forma cilindrica, con una lunghezza da 1 mm a 4 cm o più, e uno spessore di 0,1 mm. Inoltre, ciascuno è uno speciale complesso costituito da miosatellitociti e miosimplasti, ricoperti da una membrana plasmatica chiamata sarcolemma. All'esterno, la membrana basale (piastra), formata dal collagene più fine e dalle fibre reticolari, è adiacente ad essa. Il miosimplasto è costituito da un gran numero di nuclei ellissoidali, miofibrille e citoplasma.

La struttura di questo tipo di muscolo è caratterizzata da una rete sarcotubulare ben sviluppata formata da due componenti: tubuli EPS e tubuli a T. Questi ultimi svolgono un ruolo importante nell'accelerare la conduzione del potenziale d'azione alle microfibrille. I miosatellitociti si trovano direttamente sopra il sarcolemma. Le cellule hanno una forma appiattita e un grande nucleo ricco di cromatina, oltre a un centrosoma e un piccolo numero di organelli; le miofibrille sono assenti.

Il sarcoplasma del muscolo scheletrico è ricco di una proteina speciale: la mioglobina, che, come l'emoglobina, ha la capacità di legarsi all'ossigeno. A seconda del suo contenuto, della presenza/assenza di miofibrille e dello spessore delle fibre, si distinguono due tipi di muscoli striati. La struttura specifica dello scheletro, i muscoli: tutti questi sono elementi dell'adattamento di una persona alla postura eretta, le loro funzioni principali sono il supporto e il movimento.

Fibre muscolari rosse

Sono di colore scuro, ricchi di mioglobina, sarcoplasma e mitocondri. Tuttavia, contengono poche miofibrille. Queste fibre si contraggono piuttosto lentamente e possono rimanere in questo stato per molto tempo (in altre parole, in uno stato di lavoro). La struttura del muscolo scheletrico e le funzioni che svolge vanno considerate come parti di un unico insieme, condizionandosi a vicenda.

Fibre muscolari bianche

Sono di colore chiaro, contengono molto meno sarcoplasma, mitocondri e mioglobina, ma sono caratterizzati da un alto contenuto di miofibrille. Ciò porta al fatto che si contraggono molto più intensamente di quelli rossi, ma si "stancano" anche rapidamente.

La struttura dei muscoli umani è diversa in quanto il corpo ha entrambi i tipi. Tale combinazione di fibre determina la velocità della reazione muscolare (contrazione) e le loro prestazioni a lungo termine.

Tessuto muscolare liscio (non delineato): struttura

È costituito da miociti dislocati nelle pareti dei vasi linfatici e sanguigni e che formano un apparato contrattile negli organi cavi interni. Queste sono cellule fusiformi allungate senza striature trasversali. La loro disposizione è di gruppo. Ogni miocita è circondato da una membrana basale, collagene e fibre reticolari, tra le quali sono elastiche. Numerosi nexus collegano le cellule tra loro. Le peculiarità della struttura dei muscoli di questo gruppo sono che una fibra nervosa (ad esempio lo sfintere della pupilla) è adatta a ciascun miocita circondato da tessuto connettivo e l'impulso viene trasportato da una cellula all'altra con l'aiuto di nessi. La sua velocità è di 8-10 cm / s.

Nei miociti lisci, la velocità di contrazione è molto più lenta rispetto ai miociti del tessuto muscolare striato. Ma anche l'energia viene spesa con parsimonia. Questa struttura consente loro di effettuare contrazioni a lungo termine di natura tonica (ad esempio sfinteri di vasi sanguigni, organi cavi, tubolari) e movimenti piuttosto lenti, che sono spesso ritmici.

Tessuto muscolare cardiaco: caratteristiche

Secondo la classificazione, appartiene allo striato, ma la struttura e le funzioni dei muscoli del cuore differiscono notevolmente da quelli scheletrici. Il tessuto muscolare cardiaco è costituito da cardiomiociti, che formano complessi collegandosi tra loro. La contrazione del muscolo cardiaco non è soggetta al controllo della coscienza umana. I cardiomiociti sono cellule di forma cilindrica irregolare, con 1-2 nuclei, un gran numero di grandi mitocondri. Sono interconnessi da dischi di inserimento. Questa è una zona speciale, che comprende il citolemma, le aree di attacco delle miofibrille, le desmosi, i nessi (attraverso i quali avviene il trasferimento dell'eccitazione nervosa e lo scambio ionico tra le cellule).

Classificazione dei muscoli in base a forma e dimensione

1. Lungo e corto. I primi si trovano dove c'è la maggiore oscillazione durante lo spostamento. Ad esempio, arti superiori e inferiori. E i muscoli corti, in particolare, si trovano tra le singole vertebre.

2. Muscoli larghi (nella foto - stomaco). Si trovano principalmente sul corpo, nelle pareti della cavità del corpo. Ad esempio, i muscoli superficiali della schiena, del torace, dell'addome. Con una disposizione multistrato, le loro fibre tendono ad andare in direzioni diverse. Pertanto, forniscono non solo un'ampia varietà di movimenti, ma rafforzano anche le pareti delle cavità del corpo. Nei muscoli larghi, i tendini sono piatti e occupano una grande superficie, sono chiamati distorsioni o aponeurosi.

3. Muscoli circolari. Si trovano attorno alle aperture del corpo e le restringono con le loro contrazioni, per cui vengono chiamate "sfinteri". Ad esempio, il muscolo circolare della bocca.

Muscoli complessi: caratteristiche strutturali

I loro nomi corrispondono alla loro struttura: due, tre (nella foto) e quattro teste. La struttura dei muscoli di questo tipo differisce in quanto il loro inizio non è singolo, ma diviso rispettivamente in 2, 3 o 4 parti (teste). Partendo da diversi punti dell'osso, si spostano e si combinano in un addome comune. Può anche essere diviso dal tendine intermedio. Questo muscolo è chiamato digastrico. La direzione delle fibre può essere parallela all'asse o essere ad angolo acuto con esso. Nel primo caso, il più comune, il muscolo si accorcia abbastanza fortemente durante la contrazione, fornendo così un ampio raggio di movimento. E nel secondo - le fibre sono corte, posizionate ad angolo, ma ce ne sono molte di più. Pertanto, il muscolo si accorcia leggermente durante la contrazione. Il suo principale vantaggio è che sviluppa allo stesso tempo una grande forza. Se le fibre arrivano al tendine solo da un lato, il muscolo è chiamato un pinnato, se da due - due pinnato.

Assistenti muscolari

La struttura dei muscoli umani è unica e ha le sue caratteristiche. Quindi, ad esempio, sotto l'influenza del loro lavoro, i dispositivi ausiliari si formano dal tessuto connettivo circostante. Ci sono quattro di loro.

1. Fascia, che non è altro che una guaina di tessuto fibroso denso e fibroso (connettivo). Coprono sia singoli muscoli che interi gruppi, così come alcuni altri organi. Ad esempio, reni, fasci neurovascolari, ecc. Influenzano la direzione della trazione durante la contrazione e impediscono ai muscoli di spostarsi lateralmente. La densità e la forza della fascia dipendono dalla loro posizione (differiscono nelle diverse parti del corpo).

2. Borse sinoviali (nella foto). Molti, forse, ricordano il loro ruolo e la loro struttura poiché lezioni scolastiche(Biologia, grado 8: "Struttura muscolare"). Sono una specie di borse, le cui pareti sono formate da tessuto connettivo e sono piuttosto sottili. L'interno è riempito con un fluido come la sinovia. Di norma, si formano dove i tendini si toccano o sperimentano un grande attrito contro l'osso durante la contrazione muscolare, nonché nei punti di attrito della pelle contro di esso (ad esempio i gomiti). Grazie al liquido sinoviale, lo scorrimento è migliorato e più facile. Si sviluppano principalmente dopo la nascita e nel corso degli anni la cavità cresce.

3. Guaine sinoviali. Il loro sviluppo avviene all'interno dei canali osteofibrosi o fibrosi, che circondano i tendini dei muscoli lunghi nei punti di scorrimento lungo l'osso. Nella struttura della guaina sinoviale si distinguono due petali: quello interno, che copre il tendine su tutti i lati, e quello esterno, che riveste le pareti del canale fibroso. Impediscono ai tendini di sfregare contro l'osso.

4. Ossa sesamoidi. Tipicamente, si ossificano all'interno di legamenti o tendini, rafforzandoli. Ciò rende più facile il lavoro del muscolo aumentando l'applicazione della forza sulla spalla.