Біологічне значення м’язів (функції м’язової системи)
М’язова активність – це властивість всіх високоорганізованих живих організмів. Вся життєдіяльність людини пов’язана з м’язовою активністю.
У тілі людини описано понад 600 видів скелетних м’язів. У новонароджених дітей маса всіх м’язів становить 16% маси тіла, у 3-5 років – 23%, 8 років – 27%, 14 років - 33%, 17-18 років – 44%, а у спортсменів – навіть 50%. Зростання маси м’язів відбувається за рахунок збільшення їх довжини, товщини волокон та збільшення кількості м’язових міофібрил.
Розрізняють такі види м’язової тканини: посмугована (скелетна, серцева) і не- посмугована. Посмуговані скелетні м’язи – це активна частина опорно-рухового апарату.Основними фізіологічними властивостями м’язів є збудливість, провідність і скоротливість.
В цілому м’язи виконують такі функції:
- забезпечення переміщення частин тіла і всього тіла в просторі;
- рух окремими частинами тіла;
- контроль положення тіла;
- формування фігури людини;
- підтримка рівноваги та певної пози тіла за рахунок тонусу м’язів;
- місце депонування полісахариду глікогену, джерела енергії;
- м’язова активність забезпечує роботу легеням, судинам, шлунково-кишковому тракту, серцю;
- м’язи виступають генератором тепла, не лише при м’язовій роботі, тремтінню, але в режимі нетонічного термогенеза.
Види м’язової тканини
М’язова тканина – це сукупність м’язових клітин (волокон), позаклітинної речовини (колаген, еластин), густої мережі нервових волокон і кровоносних судин.
Скелетний м’яз складається з голівки, черевця (тіла) і хвоста. М’язи вкриті сполучнотканинною оболонкою – фасцією. Скелетні м’язи складаються з м’язових волокон d=0,01-0,1 мм. Обидва кінці м’язу переходять у сполучну тканину – сухожилля. Сухожиллями м’язи прикріплюються до окістя у місцях горбистості кісток.
М’яз
↓ ↓
Активна пасивна
Частина частина
↓↓
Черевце сухожилля
↓ ↓
М’язові м’язові
Волокна пучки
Смугастість м’язових волокон пов’язана з тим, що вони складаються з 2-х видів скоротливих білків – актину і міозину. Товста нитка складається з білку міозину, а тонка нитка - з білку актину.
В міофібрилах розрізняють: А-зону – темні смуги, які здійснюють подвійне світлозаломлення, властивість анізотропії; І –зону – світлі смуги, не дають подвійного світлозаломлення, тобто ізотропні.
В області І-зони проходить темна вузька полоса – Z-диск. Проміжок між двома Z-дисками називається саркомером.
Саркомер - елементарна скорочувальна одиниця м’язової клітини; впорядкована система товстих і тонких ниточок.
Під час скорочення м’язу тонкі нитки в'їзджають між товстими. Відбувається відносне ковзання ниток без зміни їх дожини. Цей процес відбувається за допомогою спеціальних поперечних містків з активними центрами. Іони Са²+ активують містки і відкривають ділянки їх прикріплення до актину. В результаті містки міозину прикріплюються до актинових ниток, розщеплюються молекули АТФ і змінюється конформація містків. Це веде до генерування сили, ковзанню актину відносно товстої нитки міозину до центру саркомера, що і викликає скорочення м’язу. Після закінчення активації місточок розмикається і саркомер повертається в вихідний стан. Кожен цикл змикання-розмикання супроводжується однією молекулою АТФ. Ця структура і послідовність процесів називається моделлю ковзаючих ниток.
Модель ковзаючих ниток сформулював англійський вчений Х. Хакслі. Суттєвий вклад в розробку теорії ковзаючих ниток вніс В.І. Дещеревський.
Основні положення моделі ковзаючих ниток
1. Довжини ниток актину і міозину в ході скорочення не змінюються.
2. Зміна довжини саркомера при скороченні – результат зміщення ниток актину і міозину.
3. Поперечні містки, що відходять від міозину, можуть приєднуватися до центрів актину.
4. Замкнені містки підлягають структурній зміні, при якій вони розвивають зусилля, після чого виникає їх розмикання.
5. Скорочення і розслаблення м’язу полягає в нарощуванні і поступовій зміні числа містків.
6. Кожен цикл пов'язаний з гідролізом однієї молекули АТФ.
7. Акти змикання і розмикання містків відбуваються незалежно один від одного.
Іони Са²+ у м’язовому волокні відграють роль медіатора в електрохімічних процесах збудження та скорочення.
Форма м’язів
Форма і величина скелетних м’язів залежить від виконуваної ними роботи.
За формою м’язи бувають:
- довгі (на кінцівках);
- короткі (між хребцями);
- широкі (на тулубі);
- колові м’язи (навколо отворів тіла, сфінктери).
За функціями м’язи бувають:
- згиначі і розгиначі;
- вивідні і провідні;
- м’язи - обертачі.
М’язи- синергісти – це м’язи, які одночасно та співдружно працюють в одному напрямку (жувальні м’язи).
М’язи–антагоністи – це м’язи, які своїм скороченням спричиняють протилежні рухи (працюють в різних напрямках, тобто супротивники).