Біологія 9 клас

Розділ 2 ОПОРА І РУХ


§ 12. Будова й скорочення м'яза. Види м'язів. Сила м'язів


Будова скелетного м’яза (мал. 12.1). М’яз складається з пучків м’язових волокон. Кожне волокно, пучок і власне м’яз вкриті оболонками зі сполучної тканини, з неї утворені й сухожилля. Пучки волокон пронизані безліччю кровоносних капілярів, а на кожному волокні містяться закінчення нейронів.

Діаметр м’язового волокна 0,01-0,1 мм, а довжина може сягати кількох сантиметрів. Воно 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. 12.2 а). Нитки актину кріпляться до внутрішньоклітинних мембран. Між нитками актину розташовані міозинові нитки. Ділянку між двома мембранами називають саркоміром. Він і є структурним елементом скорочувального апарату м’язового волокна.

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


Мал. 12.1. Будова скелетного м’яза:

1 — сухожилля; 2 - оболонка м’яза; 3 — м’язові пучки; 4 — м’язове волокно; 5 — плазматична мембрана;

6 — ендоплазматична сітка; 7— мітохондрії; 8 — міофібрили; 9 — актинові нитки; 10 — міозинові нитки

Мал. 12.2. Саркомір під час розслаблення м’язу (а); укорочення саркоміра (б): 1 — саркомір; 2 — внутрішньоклітинні мембрани;

 3 — актин; 4 — міозин

Скорочення м’яза. Хоча актин і міозин називають скоротливими білками, їх молекули не коротшають. Проте нитки актину можуть переміщуватися вздовж міозину, зменшуючи довжину саркоміра (мал. 12.2 б). 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 й у всіх саркомірах. Відстань між нитками актину зменшується, укорочуються і саркоміри. 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.


Мал. 12.3. Види м’язів: веретеноподібний (а); паралельний (б); пір’ястий (в); круговий (г)

 

Стан усіх м’язів весь час контролюються 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 (див. § 5) у м’язових волокнах. Решта енергії розсіюється у вигляді тепла, тому ви відчуваєте себе розпаленими після бігу.

Види м’язів. За розташуванням м’яза відносно вісі тіла людини розрізняють прямі й косі м’язи. Класифікують м’язи і за положенням м’язових пучків відносно сухожиль м’язів (мал. 12.3). У паралельному м’язі пучки розташовані паралельно подовжній вісі м’яза. Такий м’яз може мати веретеноподібну форму, як біцепс, або бути плоским, 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.

Сила м’язів. Сила м’яза характеризує його здатність скорочуватися, долаючи навантаження. Вона залежить від кількості м’язових волокон у м’язі, показником якої є площа його поперечного перерізу. Проте м’яз розвиває різну силу залежно від того, скільки груп волокон скорочується в ньому одночасно. Отже, сила м’яза залежить і від його нервової регуляції.

У складі м’яза є м’язові волокна двох типів. У так званих білих м’язових волокнах густина міофібрил значно більша, ніж у червоних. Білі волокна сильніші, проте вони витримують значні навантаження протягом короткого часу. За рахунок їх дії ви можете штовхнути ядро, підстрибнути тощо. Червоні м’язові волокна

слабкіші, але вони пристосовані до тривалих навантажень: підтримання пози під час стояння, сидіння тощо. Отже, сила м’яза залежить від того, яких м’язових волокон у ньому більше — білих або червоних.





Відвідайте наш новий сайт - Матеріали для Нової української школи - планування, розробки уроків, дидактичні та методичні матеріали, підручники та зошити