Механизм мышечных сокращений

Даже невооруженным глазом можно увидеть, что поверхность мышц скелета шероховатая. Это обусловлено тем, что они состоят из маленьких волокон. Эти волокна имеют цилиндрическую форму, а длина составляет несколько сантиметров. По всей своей длине они делятся на полоски (бороздки), напоминая столбик монет. Каждое волокно окружено цитоплазматической оболочкой (плазмалеммой, или сарколеммой).

Около 80% объема мышечных волокон составляют более тонкие волоконца — фибриллы, называемые также миофибриллами, количество которых в каждом волокне может колебаться от нескольких сотен до нескольких тысяч. Эти волоконца и являются теми структурами, которые принимают непосредственное участие в сокращении мышечных волокон. Оставшаяся часть мышечных волокон наполнена желеобразной внутриклеточной жидкостью, называемой саркоплазмой. Саркоплазма содержит множество ядер и других составляющих клетки, таких, как митохондрии, внутри которых происходит биохимическая реакция, благодаря которой образуется энергия.

При дальнейшем исследовании фибрилл оказалось, что они состоят из двух типов протеина — актина и миозина, которые имеют форму длинных нитей. Толстая нить состоит из миозина, а тонкая — из актина. Эти нити способны соединяться, мимоходом слегка касаясь друг друга, чтобы создать мышечное напряжение. Во время укорачивания мышцы (мышечного сокращения) они совершают скользящее движение, заканчивающееся взаимопроникновением, из этого следует, что возникают поперечные связи между нитями актина и миозина. Эти поперечные связи почти мгновенно разрушаются, и по всей нити протеинов возникают новые химические связи. Процесс разрушения поперечных связей вынуждает эти две нити двигаться навстречу друг другу, вызывая укорачивания мышц (мышечные сокращения).

Термин «сокращение» не всегда применяется к явлению укорачивания мышцы. Он может также обозначать возникновение напряжения мышцы. Вот два основных вида мышечных сокращений. Сокращение, при котором мышца напрягается, но не укорачивается, называется изометрическим. Сокращение, при котором мышца укорачивается, и при этом сохраняется постоянное внутримышечное напряжение, называется изотоническим. Например, человек, пытающийся взяться за гриф тяжелой штанги, испытывает напряжение под ее весом. В руках возникает напряжение, не сопровождающееся укорачиванием мышц, потому что сопротивление, создаваемое тяжелой штангой, превосходит напряжение, возникающее в мышцах рук. Но когда штанга стала более легкой, так как с нее сняли несколько дисков, работающие мышцы, совершив сокращение, стали короче. Это и есть изотоническое сокращение. Когда мышцы укорачиваются, преодолевая сопротивление веса, говорят, что изотонические сокращения носили концентрический характер. Когда бицепсы вытягиваются, по мере опускания штанги и во время этого движения в мышцах сохраняется постоянный уровень напряжения, изотоническое сокращение именуют эксцентрическим. Мышцы вытягиваются, сохраняя при этом постоянный уровень напряжения.

Инф. sportzal.com