Благодаря этим цилиндрическим элементам химическая энергия, выделяемая в результате метаболических реакций, преобразуется в механическую энергию; мышца, проникая через сухожилия и воздействуя на костные рычаги, генерирует движение.
Волокна скелетных мышц различаются по длине от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров, с диаметром от 10 до 100 мкм (1 мкм = 0,001 мм); они самые большие клетки в теле.
«Цитологически» говоря, клеточные волокна являются результатом процесса, называемого миогенезом, который представляет собой слияние нескольких миобластов - действие, зависящее от специфичных для мышц белков, известных как фузогены, миомейкер или миомергер. Вот почему миоклетки выглядят как длинные цилиндрические и полинуклеарные клетки (которые содержат множество миоядер, среди прочего, хорошо видимых на поверхности под микроскопом).
Мышечное волокно, например. в двуглавой мышце плеча при длине 10 см может иметь до 3000 ядер.
Внутри них находятся тысячи нитей, называемых миофибриллами, содержащих сократительные единицы, называемые саркомерами.
Физиологи, занимающиеся мышцами, говорят нам, что различные волокна отличаются друг от друга не только с анатомической точки зрения, но и с точки зрения анатомии. для некоторых точных физиологических характеристик.
Таким образом, в каждой мышце распознаются разные типы волокон, классифицируемые по различным критериям, таким как энергетический обмен, скорость сокращения, устойчивость к утомлению, цвет и т. Д.
В целом, одна мышца, например, В двуглавой мышце плеча содержится около 253 000 мышечных волокон.
Вы знали, что ...
Между базальной мембраной и сарколеммой мышечных волокон лежит группа мышечных стволовых клеток, известных как миосателлитные клетки.
Обычно они находятся в состоянии покоя, но могут активироваться упражнениями или болезнью, чтобы обеспечить дополнительные миоядерные ядра, необходимые для роста или восстановления мышц.
специфические, фосфаги (АТФ и CP), митохондрии, миоглобин, гликоген и более высокая плотность капилляров.
Однако мышечные клетки не могут делиться с образованием новых клеток и, как следствие, их количество имеет тенденцию к уменьшению с возрастом.
), которые вызывают три типы волокон.
Эти волокна обладают относительно различными метаболическими, сократительными и моторными свойствами, которые обобщены в таблице ниже.
ВАЖНЫЙ! Различные свойства, хотя они частично зависят от характеристик отдельных волокон, имеют тенденцию быть более значимыми при измерении на уровне двигательной единицы, которая, однако, показывает очень минимальные вариации с точки зрения разнообразия волокон, а не на уровне одиночное волокно.
Давайте теперь посмотрим на некоторые типы классификации.
Цвет волокна
Традиционно волокна классифицируются по цвету, который зависит от содержания миоглобина.
Волокна типа I кажутся красными из-за высокого уровня миоглобина, имеют тенденцию иметь больше митохондрий и более высокую локальную плотность капилляров.
Они медленнее сокращаются, но более приспособлены к сопротивлению, потому что они используют окислительный метаболизм для выработки АТФ (аденозинтрифосфата) из глюкозы и жирных кислот.
Менее окислительные волокна типа II белые или, в любом случае, прозрачные из-за недостатка миоглобина и концентрации гликолитических ферментов.
Скорость сокращения
Волокна можно разделить на быстрые и медленные по скорости их сокращения. Эти признаки в значительной степени, но не полностью, совпадают с классификациями, основанными на цвете, АТФазе и MHC.
- Волокна а быстрое сокращение те, при которых миозин может очень быстро расщеплять АТФ. К ним относятся АТФаза типа II и волокна MHC типа II. Они также демонстрируют большую способность к электрохимической передаче потенциалов действия и быстрый уровень высвобождения и абсорбции кальция саркоплазматической сетью. Они основаны на хорошо развитой анаэробной гликолитической системе с быстрой передачей энергии и могут сокращаться в 2-3 раза быстрее. чем медленные волокна. Быстро сокращающиеся мышцы подходят для создания коротких всплесков силы или скорости, чем медленные, и поэтому утомляются быстрее.
- Волокна а медленное сокращение генерирует энергию для ресинтеза АТФ через аэробную и долговременную систему передачи. В основном это волокна АТФазы типа I и МНС типа I. Они, как правило, имеют низкий уровень активности АТФазы, более медленную скорость сокращения и менее развитую гликолитическую способность.Медленно сокращающиеся волокна развивают больше митохондрий и капилляров, что улучшает их работу на выносливость.
Методы типирования волокна
Существует ряд методов, используемых для типирования волокон, что часто вызывает путаницу среди неспециалистов.
Двумя часто сомнительными методами являются гистохимическое окрашивание для определения активности миозин-АТФазы и иммуногистохимическое окрашивание для определения типа тяжелой цепи миозина (MHC).
Активность фермента миозиновой АТФазы обычно и правильно называют просто «типом волокна», и она определяется прямым измерением активности фермента АТФазы в различных условиях (например, pH).
Окрашивание тяжелой цепи миозина более точно обозначается как «тип MHC» (тяжелая цепь миозина) и, как можно понять, результат определения различных изоформ MHC.
Эти методы физиологически связаны, поскольку тип MHC является основным детерминантом активности АТФазы. Однако ни один из этих методов типирования не имеет прямого метаболического характера; то есть они не влияют напрямую на окислительную или гликолитическую способность волокна.
Когда речь идет о волокнах «типа I» или «типа II», это более точно относится к оценке путем окрашивания «АТФазной активности миозина» (например, волокна «типа II» относятся к типу IIA + типу IIAX + типу IIXA ... так далее.).
Ниже приведена таблица, показывающая взаимосвязь между этими двумя методами, ограниченная типами волокон, присутствующих у людей. Использование заглавных букв подтипа используется при типировании волокон по сравнению с типированием MHC; некоторые типы АТФазы фактически содержат несколько типов MHC.
Более того, подтипы B или b не экспрессируются у людей ни одним из методов. Ранние исследователи полагали, что люди могут экспрессировать MHC IIb, что привело к классификации IIB по АТФазе. Однако последующие исследования показали, что человеческий MHC IIb на самом деле является IIx, что указывает на то, что более правильная формулировка - IIx.
Подтипы IIb или IIB, IIc и IId вместо этого экспрессируются у других млекопитающих, как это широко описано в литературе.
Дальнейшие методы типирования волокон изложены менее формально и существуют в большем количестве спектров, таких как тот, который обычно используется в атлетико-спортивной сфере.
Они, как правило, больше сосредотачиваются на метаболических и функциональных возможностях (время сокращения, преимущественно окислительная или анаэробная молочная кислота против анаэробной молочной кислоты, быстрое или медленное время сокращения).
Как отмечалось выше, типирование волокон с помощью АТФазы или MHC напрямую не измеряет и не определяет эти параметры. Однако многие из различных методов связаны между собой механически, в то время как другие связаны между собой. in vivo.
Например, тип волокна АТФазы зависит от скорости сокращения, поскольку высокая активность АТФазы позволяет ускорить цикл поперечного мостика. Волокна типа I являются «медленными» отчасти потому, что они имеют низкие показатели активности АТФазы по сравнению с волокнами типа II, однако измерение скорости сокращения - это не то же самое, что типирование волокна АТФазы.
, белые и промежуточные волокна. Однако их пропорции меняются в зависимости от физиологически назначенной работы этой мышцы.Например, у человека четырехглавые мышцы содержат около 52% волокон типа I, а камбаловидная мышца - около 80%. С другой стороны, круговая мышца глаза имеет только около 15% волокон типа I.
Вы знали, что ...
Сила, развиваемая мышечным волокном, зависит от его длины в начале сокращения.. Он должен иметь оптимальное значение, за пределами которого (втянутые или чрезмерно растянутые мышцы) силовые показатели снижаются. В области укрепления мышц наиболее частой ошибкой является работа с частичным укорочением мышц. Единственными исключениями из правил являются наличие боли, дискомфорта или параморфизмов, которые, следовательно, требуют ограничения диапазона движений (ROM).
Преимущественно белые мышцы, богатые волокнами типа II, называются фазическими, потому что они способны к быстрым и коротким сокращениям. С другой стороны, красные мышцы, в которых преобладают волокна типа I, называются тоническими из-за способности оставаться в сокращении в течение длительного времени.
Однако двигательные единицы внутри мышцы очень слабо изменяются, поэтому размерный принцип набора двигательных единиц; то есть, в зависимости от требуемой интенсивности / силы, тело способно стимулировать только некоторые (например, при длительной аэробной активности) или все (например, во время максимального приседания) рассматриваемые единицы.
Сегодня мы знаем, что нет никаких гендерных различий в распределении волокон. Однако пропорции различных типов - которые, как мы знаем, сильно различаются между видами животных и, в меньшей степени, между этническими группами - «могут» значительно различаться от человека к человеку.
Согласно некоторым исследованиям, мужчины и женщины, ведущие малоподвижный образ жизни (а также маленькие дети), должны иметь 55% волокон типа I и 45% волокон типа II.
С другой стороны, у спортсменов высокого уровня распределение клетчатки зависит от типа метаболизма. У лыжников-бегунов в основном волокна I, у спринтеров - в основном, II, и у бегунов на средние дистанции, метателей и прыгунов, причем процент обоих почти перекрывается.
Поэтому было высказано предположение, что различные типы упражнений могут вызывать значительные изменения в волокнах скелетных мышц, хотя невозможно с уверенностью установить, каков был ранее существовавший генетический состав тех же субъектов. Этот процесс "может быть" разрешен специализацией волокон или даже его частью, принадлежащей макронабору II.
Возможно, что волокна типа IIx демонстрируют улучшение окислительной способности после высокоинтенсивных тренировок на выносливость, что приводит их к уровню, на котором они смогут выполнять окислительный метаболизм так же эффективно, как волокна I у нетренированных субъектов.
Это будет определяться увеличением размера и количества митохондрий и связанными с ними изменениями, но не изменением типа волокна..
