Какое вещество содержится в мышцах

В мышечной ткани человека содержится 72–80% воды и 20–28% сухого остатка от массы мышцы. Вода входит в состав большинства клеточных структур и служит растворителем для многих веществ. Большую часть сухого остатка образуют белки и другие органические соединения (табл. 2).

Рис. 4. Схема расположения Т-систем и саркоплазматического
ретикулума в мышечном волокне

Таблица 2

Химический состав скелетных мышц млекопитающих

Компонент	% на сырую массу	Компонент	% на сырую массу
Вода	72–80	АТФ	0,25–0,40
Сухой остаток:	20–28	карнозин	0,20–0,30
белки	16,50–20,90	карнитин	0,02–0,05
гликоген	0,30–3,00	ансерин	0,09–0,15
фосфолипиды	0,40–1,00	свободные аминокислоты	0,10–0,70
холестерин	0,06–0,20	молочная кислота	0,01–0,02
креатинфосфат	0,20–0,55	зола	1,00–1,50
креатин	0,003–0,005

Основные белки мышц

Среди белков мышечной ткани выделяют три основные группы: саркоплазматические белки, на долю которых приходится около 35%, миофибриллярные белки, составляющие около 45%, и белки стромы, количество которых достигает 20%.

Саркоплазматические белки растворимы в воде и слабых солевых растворах. Основную массу их составляют белки-ферменты, локализованные главным образом в митохондриях и катализирующие процессы окислительного фосфорилирования, а также многие ферменты гликолиза, азотистого и липидного обменов, находящиеся в саркоплазме. К этой группе относится также белок миоглобин, который связывает кислород с большим сродством, чем гемоглобин, и депонирует молекулярный кислород в мышцах. В последнее время открыта группа саркоплазматических белков парвальбуминов, которые способны связывать ионы кальция, однако их физиологическая роль остается не выясненой.

Миофибриллярные белки включают сократительные белки миозин, актин и актомиозин, а также регуляторные белки тропомиозин, тропонин, α- и β-актинины. Миофибриллярные белки обеспечивают сократительную функцию мышц.

Миозин является одним из основных сократительных белков мышц и составляет около 55% общего количества мышечных белков. Из него состоят толстые нити (филаменты) миофибрилл. Молекулярная масса этого белка – около 470 000. В молекуле миозина различают длинную фибриллярную часть и глобулярные структуры (головки). Фибриллярная часть молекулы миозина имеет двуспиральную структуру (рис. 5).

В составе молекулы выделяют шесть субъединиц: две тяжелые полипептидные цепи (молекулярная масса 200 000) и четыре легкие цепи (молекулярная масса 1500–2700), расположенные в глобулярной части. Основной функцией фибриллярной части молекулы миозина является способность образовывать хорошо упорядоченные пучки миозиновых филаментов или толстые протофибриллы (см. рис. 5). На головках молекулы миозина расположены активный центр АТФ-азы и актинсвязывающий центр, поэтому они обеспечивают гидролиз АТФ и взаимодействие с актиновыми филаментами.

Рис. 5. Схема строения молекулы миозина (а), миозинового пучка (б)
и миозиновой толстой нити (в)

Молекула миозина содержит значительное количество глутаминовой аминокислоты и имеет большой отрицательный заряд, что усиливает связывание свободных ионов Са2+ и Мg2+. В присутствии ионов Са2+ повышается АТФ-азная активность миозина и скорость гидролиза АТФ согласно уравнению

Химическая энергия АТФ, освобождающаяся в ходе данной ферментативной реакции, используется для изменения конформации белка миозина и генерации напряжения между толстыми и тонкими нитями миозина в сокращающейся мышце. Посредством ионов Mg2+ миозин способен присоединять молекулы АТФ и АДФ, а также взаимодействовать с молекулами актина, находящимися в составе тонких нитей миофибрилл.

Актин – второй сократительный белок мышц, который составляет основу тонких нитей (рис. 6). Известны две его формы – глобулярный G-актин и фибриллярный F-актин. Глобулярный актин – это шарообразный белок с молекулярной массой 42 000. На его долю приходится около 25% общей массы мышечного белка.

В присутствии Мg2+ актин подвергается нековалентной полимеризации с образованием нерастворимого филамента в виде спирали, получившего название F-актин. Обе формы актина не обладают ферментативной активностью. Каждая молекула G-актина способна связывать один ион Ca2+, который играет важную роль в инициировании сокращения. Кроме того, молекула G-актина прочно связывает одну молекулу АТФ или АДФ. Связывание АТФ G-актином обычно сопровождается его полимеризацией с образованием F-актина и одновременным расщеплением АТФ до АДФ и фосфата. АДФ остается связанной с фибриллярным актином. Процесс полимеризации актина можно описать следующим уравнением:

F-актин активирует АТФ-азу миозина, что создает движущую силу процессу сокращения.

Рис. 6. Схема строения актиновой, или тонкой нити

Актин способен взаимодействовать с миозином, образуя актомиозиновый комплекс. Молярное соотношение актина и миозина в актомиозиновом комплексе – примерно 1:1. Нить F-актина может связывать большое число молекул миозина. Существенным свойством актомиозинового комплекса является диссоциация его в присутствии АТФ и Мg2+.

В состав тонких нитей наряду с актином входят и другие минорные белки – тропомиозин, тропонины, актинины.

Тропомиозин (Тм) – это структурный белок актиновой нити, представляющий собой вытянутую в виде тяжа молекулу. Две его полипептидные цепи как бы обвивают актиновые нити (см. рис. 6). На концах каждой молекулы тропомиозина расположены белки тропониновой системы, наличие которой характерно только для поперечно-полосатых мышц.

Тропонин (Тн) является регуляторным белком актиновой нити. Он состоит из трех субъединиц – ТнТ, ТнI и ТнС. Тропонин Т(ТнТ) обеспечивает связывание этих белков с тропомиозином. Тропонин I (ТнI) блокирует (ингибирует) взаимодействие актина с миозином.

Тропонин С (ТнС) – это Са2+- связывающий белок, структура и функции которого подобны широко распространенному в природе белку кальмодулину. Тропонин С, как и кальмодулин, связывает четыре иона Са2+ на молекулу белка и имеет молекулярную массу 17 000. В присутствии Са2+ изменяется конформация тропонина С, что приводит к изменению положения Тн по отношению к актину, в результате чего открывается центр взаимодействия актина с миозином.

Таким образом, тонкий филамент миофибриллы поперечно-полосатой мышцы состоит из F-актина, тропомиозина и трех тропониновых компонентов – ТнС, ТнI и ТнТ. Кроме этих белков, в мышечном сокращении участвует белок актинин. Обнаруживается он в зоне Z-линии, к которой крепятся концы F-актиновых молекул тонких нитей миофибрилл.

Белки мышечной стромы в скелетной мышце представлены в основном коллагеном и эластином, которые входят в состав сарколеммы и Z-линий миофибрилл. Эти белки обладают эластичностью, большой упругостью, что имеет существенное значение для процесса сокращения и расслабления мышцы.

Небелковые компоненты мышц

В состав сухого остатка мышц наряду с белками входят и другие вещества, среди которых выделяют азотсодержащие, безазотистые экстративные вещества и минеральные вещества.

К азотсодержащим веществам скелетных мышц относятся АТФ и продукты ее расщепления – АДФ и АМФ, а также креатинфосфат, креатин, креатинин, карнозин, ансерин, свободные аминокислоты и др.

АТФ, содержащаяся в количестве 0,25-0,40%, и креатинфосфат, количество которого колеблется в пределах 0,4-1,0%, являются источниками энергии мышечного сокращения. Продукты их распада – АДФ, АМФ и креатин – оказывают регулирующее действие на обмен веществ в мышцах. Карнозин является дипептидом и участвует в переносе фосфатных групп, стимулирует работу ионных насосов, увеличивает амплитуду мышечного сокращения, которые снижаются при утомлении и этим способствуют восстановлению работоспособности. Карнитин участвует в переносе жирных кислот – важных энергетических источников – через мембраны митохондрий и тем самым способствует их окислению и энергообразованию.

В состав различных клеточных мембран мышечной ткани входит ряд азотсодержащих фосфолипидов: фосфатидилхолин (лецитин), фосфатидилэтаноламин (кефалин), фосфатидилсерин и др. фосфолипиды участвуют в обменных процессах, являясь поставщиками холина и жирных кислот – субстратов тканевого дыхания. Другие азотсодержащие вещества – мочевина, мочевая кислота, пуриновые основания (аденин, гуанин) – являются промежуточными или конечными продуктами азотистого обмена и встречаются в мышцах в небольших количествах.

К безазотистым соединениям мышечной ткани относится гликоген, который находится в саркоплазме в свободном или связанном с белками состоянии и используется в мышцах как основной энергетический субстрат при напряженной работе. Количество его в зависимости от пищевого рациона питания и степени тренированности колеблется от 0,3 до 3,0% общей массы мышц. При тренировке увеличивается главным образом количество свободного гликогена.

В мышце содержится ряд промежуточных продуктов обмена углеводов – гексозофосфаты, пировиноградная и молочная кислоты.

Из липидов в мышечной ткани обнаруживаются триглицериды в виде капелек жира, а также холестерин.

Минеральные вещества составляют 1–1,5% общей массы мышцы. Состав их разнообразен. Основными катионами являются Na+, К+, Mg2+, Са2+. Катионы К+ сосредоточены в основном внутри мышечных волокон, а Na+ – преимущественно в межклеточной жидкости. Они участвуют в процессах возбуждения мышц, запуске их сокращения. Среди анионов преобладают Сl–, Н2РО4–, НРО42–, SO42–, НСО3–.

В мышечной ткани содержится ряд микроэлементов: кобальт, железо, никель, бор, цинк и др. Они являются либо структурными компонентами сложных белковых молекул, либо активаторами ферментов. Все минеральные вещества играют важную роль в регуляции различных биохимических процессов в мышцах.

Источник

Теория и методика подтягиваний, Кожуркин А. Н.

Предыдущие главы: Строение мышечных волокон и механизм мышечных сокращений

Мышцы, производящие подъём/опускание туловища

Развитие динамической силовой выносливости мышц, участвующих в подтягивании

Подтягивания, тренировочный процесс одного из спортсменов

7.2.1 Строение и химический состав скелетных мышц

Скелетная мышца состоит из мышечных волокон (миоцитов). Мышечные волокна представляют собой гигантские многоядерные клетки длиной от 0,1 до 2-3 сантиметров, а в некоторых мышцах миоциты достигают 12 сантиметров. Площадь поперечного сечения мышечных клеток составляет от 3 до 10 квадратных микрометров.

Волокно покрыто эластичной оболочкой — сарколеммой и состоит из саркоплазмы, структурными элементами которой являются такие органоиды, как митохондрии, рибосомы, трубочки и пузырьки саркоплазматической сети (ретикулума) и так называемая Т-система а также различные включения. В саркоплазме условно выделяют две части – саркоплазматический матрикс и саркоплазматический ретикулум.

Саркоплазматический ретикулум, представляющий собой определённым образом организованную сеть соединяющихся цистерн (содержащих в большой концентрации ионы кальция) и трубочек, играет важную роль в механизмах сокращения и расслабления мышцы.

Кроме того, к части ретикулума прикреплены рибосомы, специальные сферические образования, на которых и при участии которых происходит биосинтез белков. Саркоплазматическая сеть с помощью особых трубочек, называемых Т-системой, связана с оболочкой мышечной клетки.

Т-система также имеет прямое отношение к мышечному сокращению, так как по ней передаётся изменение электрического потенциала поверхностной мембраны элементам ретикулума, что приводит к освобождению ионов кальция, поступающих к миофибриллам и запускающих процесс мышечного сокращения

Рисунок 7.3 Строение Т-системы и саркоплазматического ретикулума мышечного волокна

Саркоплазматический матрикс представляет собой коллоидный раствор, содержащий белки, гликоген, жировые капли и другие включения . Миофибриллы – сократительные элементы мышечных клеток – также находятся в саркоплазматическом матриксе.

Кроме того, в саркоплазме находятся ферменты гликолиза, расщепляющие гликоген или глюкозу до пировиноградной или молочной кислоты и креатинкиназа – фермент, ускоряющий креатинфосфатную реакцию.

Особый белок саркоплазмы – миоглобин – обеспечивает некоторый запас кислорода в мышечной ткани, а также участвует в переносе кислорода от сарколеммы к митохондриям.

Мышечная клетка имеет не одно, а множество ядер, которые располагаются на её периферии – под сарколеммой.

Внутри каждого ядра находится ДНК, являющаяся носителем носледственной информации и состоящая из генов, в которых закодирована структура всех синтезируемых мышечными волокнами белков.

Лизосомы, представляющие собой микроскопические пузырьки, содержат в растворённом виде различные ферменты, способные в условиях кислой реакции среды расщеплять различные высокомолекулярные вещества.

Такая необходимость может возникать в мышечных клетках, например, при очень напряжённой мышечной деятельности.

Рукопашный бой в Москве на Кунцевской.

Содержание книги

Источник

На долю мускул приходится значительная часть массы тела: у мужчин – около 45% от сухой массы, у женщин – до 35%. Если ты знаешь анатомию мышц, структуру своего тела, понимаешь смысл и систему тренировок, то это во много раз повышает эффект занятий!

Каждое движение, каждое спортивное усилие совершается с помощью мускулатуры. Как мы уже отметили, мускулы составляют существенную долю массы тела. Выполняя физические нагрузки, особенно запланированные силовые тренировки, ты увеличиваешь удельную массу мышц, а физическое бездействие – наоборот, ее уменьшает.

Какие есть мышцы у человека?

Организм человека состоит из 3-х видов мускул. Состав мышц человека таков:

Скелетные (поперечно-полосатые).
Гладкие.
Сердечная мышца (миокард).

Поперечно-полосатые

Первый вид (скелетные) отвечает за поддержание тела в равновесии, а также за осуществление разнообразных движений. Тебе кажется, что ты просто сидишь в кресле и отдыхаешь? В действительности в этот момент десятки твоих скелетных мускул находятся в действии. Работа скелетной мускулатуры управляется с помощью усилий воли. Особенностью поперечно-полосатых мускул является то, что они способны быстро сокращаться и так же быстро расслабляться. Но интенсивная работа довольно быстро приводит их к утомлению.

Гладкие

Они направлены на формирование стенок внутренних органов и капилляров. Отличительная особенность заключается в том, что этот орган функционирует независимо от человеческого подсознания. Их невозможно остановить усилием воли, к примеру, не поддаются человеческому контролю ритмичные сокращения кишечника. Движение этих мускул медленное и однообразное, зато они работают на протяжении всей жизни без отдыха.

Сердечная мышца

Миокард – это уникальное сочетание качеств гладкой и скелетной мускулатуры. Как и скелетные мышцы, миокард интенсивно работает и сокращается. Наподобие гладких мускул, сердце практически неутомимо работает в течение всей жизни, и не зависит от воли человека.

А знаешь ли ты, сколько мышц в теле человека? В структуре человеческого организма их насчитывается 640 (количество зависит от способа подсчета, общее число определяется от 639 до 850).

Скелетные мышцы и их функции

Примечательно, что на силовых тренировках ты не только “лепишь” рельеф, но и увеличиваешь силу скелетной мускулатуры – она также косвенно улучшает качество функционирования сердечной и гладких мускул. Причем это работает по типу обратной связи: укрепленная и развитая во время тренировок выносливости сердечная мускула выполняет работу интенсивнее и эффективнее, следовательно, улучшается кровообращение в организме. Кровоток лучше поступает также и в скелетные мышцы, которые за счет этого могут взять на себя еще большую нагрузку.

Тренированная, развитая скелетная мускулатура формирует мощный “корсет”, который поддерживает внутренние органы, а это имеет важное значение в нормализации работы ЖКТ.

От пищеварения зависит ведь питание всех органов тела, включая мускулы.

Анатомия скелетной мышцы

Мы плавно подошли к вопросу, из чего состоят мышцы человека. Мышечная клетка (миоцит) – это основная структурная единица мышечной ткани. Отличительная особенность миоцита состоит в том, что он в сотни раз длиннее своего поперечного сечения. Его также именуют мышечное волокно. От 10 до 50 волокон соединены в пучок, который собственно и формирует мускулу. Для примера, бицепс состоит из миллиона волокон.

Основное вещество, содержащееся в мышечной клетке, – это саркоплазма. В ней находятся тонкие мышечные нити (миофибриллы), за счет которых как раз и происходят сокращения. Миофибрилла, в свою очередь, состоит из элементарных частиц – саркомеров. Их главная особенность – сокращаться под действием нервного импульса.

Вот, из каких волокон состоит мышца (мышечный пучок):

Ядер.
Сократительных нитей.
Покровной мембраны.
Соединительнотканной оболочки (фасции) – это мышечная группа, действующая в одном направлении.
Кровеносных сосудов.

Благодаря целенаправленным силовым занятиям ты увеличиваешь как число миофибрилл, так и их поперечное сечение. Вначале этот процесс увеличивает силу мускул, потом – ее толщину. Но причем число самих мышечных волокон не меняется. Оно обусловлено генетическими особенностями организма и на протяжении жизни остается прежним. Отсюда можно сделать вывод, что представляет собой анатомия спорта: спортсмены, чьи мускулы состоят из большего числа миоцитов, имеют больше вероятности увеличить толщину мышц в процессе силовых тренировок, чем те, у которых мускулатура содержит меньше волокон.

Таким образом, сила скелетной мышцы зависит от поперечного сечения, а именно от толщины и числа миофибрилл. Примечательно, что показатели силы и мышечной массы увеличиваются неодинаково: при возрастании мышечной массы в 2 раза, сила мышц увеличивается в 3 раза. Ученые пока не могут объяснить данный феномен.

На чем основано крепление мышц

Форма мускул разнообразная, и с трудом поддается классификации. По своей форме, различают 2 основные группы:

Толстые (веретенообразные).
Тонкие (пластинчатые).

Любая человеческая мышца включает мышечное брюшко и сухожилия. Что такое брюшко мышцы (определение – мясистая часть, которая при сокращении производит работу).

А сухожилия служат в качестве места крепления мышц человека. Они необходимы для передачи силы, которую развивает мышечное брюшко, на кости либо кожные складки. Сухожилие состоит из плотной и рыхлой соединительной ткани.

Закономерности расположения мышц

Согласно анатомии тела и с учетом принципа двусторонней симметрии, мускулы являются парными либо состоят из 2-х симметричных половин.
Человеческое тело в частности туловище, состоит в своем большинстве из сегментов (отдельных самостоятельных единиц). То есть это не какой-то один общий пласт (хотя мускулы живота именно так и выглядят), они четко разделены на отделы. К примеру, прямая мускула живота условно разделяется на 2 отдела (верхний и нижний).
Мышцы находятся на самом коротком расстоянии между точками их крепления. Производимые движения совершаются по прямой линии. Поэтому если знать точки прикрепления мышц и то, что подвижные части притягиваются к неподвижным, удается заранее предопределить сторону движения и функцию мускулы.

Мышечная анатомия: все, что нужно знать

Итак, самые главные аспекты по пройденному материалу:

Изучай информацию по всем группам мышц организма более подробно, чтобы понимать эффективность их работы.
Прочувствуй работу всей своей мускулатуры в процессе выполнения упражнений.
Учитывай типы мышечных волокон (белые и красные), вовлекай их в работу, чтобы добиться необходимого объема мускул.
Помни, что сила мышцы зависит от числа входящих в ее структуру миофибрилл, наращивай именно их.
Работай с мускулами-антагонистами, работающими во взаимно противоположных направлениях, а также синергистами, работающими в одном направлении.
Стимулируй собственную нервную систему в подходах на отягощение, чтобы вовлечь максимальное количество нитей.
Помни, что разветвленная кровеносная система имеет важное значение для полноценного питания тканей, поэтому откажись от вредных привычек (курение, распитие алкоголя).
Не запускай свои мышцы, они должны функционировать при любом удобном случае.

Источник