§ 26. Функції та будова скелетних м'язів

Скелетна м’язова тканина. Основа скелетних м’язів — посмугована м'язова тканина, яка здатна скорочуватися. Ця тканина складається з пучків м’язових волокон, діаметр яких може становити 0,01—0,1 мм, а довжина може сягати кількох сантиметрів. М’язове волокно утворюється внаслідок часткового об’єднання мембран, цитоплазми і скорочувального апарату безлічі окремих клітин. У волокні міститься багато мітохондрій, а його ядра відтіснені до мембрани довгастими білковими утвореннями — міофібрилами, які заповнюють цитоплазму. Основними білками міофібрил є актин і міозин.

Молекули міозину утворюють товсті нитки, а молекули актину — тонкі (мал. 26.1а). Нитки актину кріпляться до внутрішньоклітинних мембран. Між нитками актину розташовані міозинові нитки. Ділянку між двома мембранами називають саркомером. Він і є структурним та функціональним елементом скорочувального апарату м’язового волокна.

У розслабленому волокні нитки актину й міозину перекривають одна одну лише частково. Під мікроскопом зони, де розташовані й ті, й інші нитки, мають вигляд поперечних темних смуг на м’язовому волокні, тому скелетну м’язову тканину називають посмугованою.

Хоча актин і міозин називають скоротливими білками, їхні молекули не коротшають. Проте нитки актину можуть переміщуватися вздовж міозину, зменшуючи довжину саркоміра (мал. 26.16). Як це відбувається?

Молекули міозину мають рухомі елементи — голівки. Якщо до волокна надходить нервовий імпульс, голівки міозину чіпляються до ниток актину, підтягуючи їх одна до одної. Один такий рух — і актинові нитки зближаються на кілька нанометрів.

Ці рухи повторюються багаторазово і в усіх саркомерах. Відстань між нитками актину зменшується, укорочуються і саркомери. Зменшується і довжина м’язового волокна, або, як кажуть, воно скорочується. Коли більшість голівок міозину відчіпляються від актину, його нитки повертаються у вихідний стан, а волокно розслаблюється.

Нервові імпульси по закінченнях одного нейрона одночасно надходять до цілої групи м’язових волокон. Проте різні групи волокон у м’язі можуть скорочуватися як одночасно, так і послідовно. Одночасне скорочення всіх груп волокон може зменшити довжину м’яза на 1/3 від вихідної.

Стан усіх м’язів увесь час контролюється нервовою системою. Коли ви йдете або сидите, скорочуються не тільки ті з них, що беруть участь у рухах або підтриманні пози. «Вільні» м’язи також перебувають у стані помірного скорочення — м’язовому тонусі. Завдяки цьому м’яз може швидко підключитися до здійснення руху. Під час сну або втрати свідомості тонус м’язів знижується.

На скорочення м’яза витрачається до 40 % енергії, яка вивільнюється під час розщеплення молекул АТФ у м’язових волокнах. Решта енергії розсіюється у вигляді тепла, тому ви відчуваєте себе розпаленими після бігу.

Будова скелетного м’яза (мал. 26.2). М’яз складається з пучків м’язових волокон. Кожне волокно, пучок і власне м’яз вкриті оболонками зі сполучної тканини. Спільну сполучнотканинну оболонку, яка вкриває весь м’яз, називають фасцією.

У будові м’яза вирізняють черевце й сухожилля. Черевце сформоване пучками м’язових волокон, а сухожилля утворене щільною сполучною тканиною. Воно тісно зростається з окістям. Під час напруги сухожилля стимулюють відділення кісткової речовини. Тому в людей, які зайняті важкою фізичною працею, поверхня кісток буває шорсткою й бугристою. Пучки волокон пронизані безліччю кровоносних капілярів, а на кожному волокні розміщуються закінчення нейронів, які беруть участь у регуляції роботи м’яза.

М’язи відрізняються за положенням м’язових пучків відносно сухожиль (мал. 26.3). У паралельному м'язі пучки розташовані паралельно подовжній осі м’яза. Він може мати веретеноподібну форму, як біцепс, або бути пласким, як кравецький м’яз стегна. У пір'ястому м'язі пучки приєднуються до сухожилля під кутом, як опахала до стрижня у пташиному пері. Так розташовані пучки в литці. У кругових м'язах, наприклад у круговому м’язі рота, пучки утворюють кільця. Розміщення м’язових пучків впливає на силу м’язів — найбільшою вона є у пір’ястих м’язів.

1. За описом у тексті й мал. 26.2 разом з товаришем проаналізуйте механізм м’язового скорочення. Дійте за таким планом:

а) будова м'язового волокна;

б) як влаштований саркомір;

в) що відбувається у саркомірі під дією нервового імпульсу;

г) що таке м’язовий тонус.

2. Складіть три запитання, на які можна знайти відповідь у частині тексту «Будова скелетного м'яза». Поставте їх товаришу.

3. За текстом доповніть запис: за розташування відносно... розрізняють...; за положенням м'язових пучків... .

1. Поясніть, чому скелетну м'язову тканину називають посмугованою.

2. Що таке тонус м'язів? 3. Опишіть будову м’яза. Що таке сухожилля?

4. Поясніть різницю між м’язовим волокном і м’язовим пучком. 5. Чому в м’язових волокнах міститься багато ядер? велика кількість мітохондрій? 6. На які процеси витрачається енергія, яка вивільнюється з молекул АТФ у м’язових волокнах? 7*. У чому причина відмінностей у вигляді поверхні кісток у людей з різним фізичним навантаженням? 8*. Чому під час тремтіння (швидкого, але слабкого скорочення м’язів) організм зігрівається?

Це матеріал з підручника Біологія 8 клас Базанова