Структура, иннервация и кровоснабжение мышц

Скелетные мышцы отделены от соединительной ткани (перемизиума или фасции) мембранами. Соединительная ткань проникает в полость самой мышцы, уменьшаясь при этом по толщине, затем происходит разделение мышцы на все более и более мелкие пучки, включающие большое число мышечных волокон. На обоих концах мышцы соединительная ткань переходит в сухожилие и прикрепляется к костям скелета.

Сухожилия представляют собой плотно упакованные коллагеновые волокна, образующие соединения между мышцами и костями.

Отдельные мышцы состоят из многих мышечных волокон, параллельно соединенных между собой, которые могут (но не обязательно) протягиваться по всей ее длине. Внутри мышцы соединительная ткань покрывает кровеносные сосуды и нервы. Скелетные мышцы иннервируются спинно-мозговыми и черепными нервами. Каждое мышечное волокно иннервируется аксоном или его ветвью. Почти все мышечные волокна иннервируются только одним нервным окончанием, расположенным посредине волокна. Двигательный аксон несет импульс к сокращению мышцы.

Особый участок мышечного волокна, прилегающий к нервному окончанию в области синапса, называется концевой пластинкой. Нейропередатчиком, который освобождается из нервного окончания и инициирует развитие мышцей напряжения, является ацетилхолин. Кровеносные сосуды ориентированы в основном параллельно мышечным волокнам, а многочисленные капилляры направлены в пространство между ними.

Гладкая мускулатура кровеносных сосудов сокращается или расслабляется под влиянием нервных и гормональных и воздействий, что обеспечивает регуляцию тока крови. Во время выполнения физических упражнений кровоснабжение работающих мышц может возрасти в 100 раз по сравнению с уровнем покоя.

Мышечные клетки представляют собой длинные многоядерные волокна. Их длина может варьировать от нескольких миллиметров до 30 см, а диаметр - в пределах 10-100 мкм. Каждое мышечное волокно окружено гомогенной мембраной - сарколеммой. Сарколемма ограничивает мышечную клетку. Она представляет собой белково-липидную мембрану, на поверхности которой располагаются коллагеновые волокна, обеспечивающие эластичность и прочность, а также окончания двигательных нервов, передающие клетке нервный импульс из центральной нервной системы.

Мембрана обладает избирательной проницаемостью. Через нее беспрепятственно проникают низкомолекулярные вещества: вода, молочная и пировиноградная кислоты, короткие пептиды, аминокислоты, ионы. Вещества, обладающие значительной молекулярной массой, не проникают через сарколемму. К ним относятся: белки, сложные углеводы, жиры, молекулы нуклеиновых кислот.

Рис.3. Структурная организация скелетных мышц человека (Волков Н.И., Несен Э.Н. и др., 2000).

Мышцы человека неоднородны, они состоят из нескольких типов волокон, которые различаются по скорости возбуждения, сокращения и утомления, а также по механизмам энергообразования. Основными типами волокон являются быстросокращающиеся (белые) и медленносокращающиеся (красные).

Быстросокращающиеся волокна быстро возбуждаются, мощно сокращаются, но долго находиться в тонусе не могут. Источниками энергии в них являются: креатинфосфат, гликоген, глюкоза. Их сокращение обеспечивает кратковременную мышечную работу взрывного характера (бег на 60, 100 м, плавание на 50 м).

Медленносокращающиеся волокна долго могут находиться в тонусе В них много митохондрий и высока активность ферментов цикла Кребса, β-окисления и дыхательной цепи. Источниками энергии являются жирные кислоты и глюкоза. Основной путь ресинтеза АТФ – окислительное фосфорилирование. Эти волокна обеспечивают выполнение длительной работы на выносливость (бег на 10000 м и более, лыжные гонки, велогонки на шоссе и др.).

Наряду с описанными выше типами мышечных волокон существует еще один – волокна смешанного типа (промежуточные). По строению они близки к белым волокнам, и содержат больше митохондрий. Они берут на себя основную нагрузку при интенсивной работе на выносливость (бег на 1000 м, плавание на 400 м и др.).

Мышечные волокна человека обладают очень большой пластичностью и способны изменяться в процессе тренировки, хотя содержание волокон разного типа в мышцах определяется генотипом. Поэтому определенные физические нагрузки могу повлиять на метаболический потенциал мышцы, вне зависимости от соотношения типов волокон.