Медленные и быстрые мышечные волокна

Источники энергии.

Источниками энергии для мышечного сокра­щения обычно служит глюкоза, приносимая кровью или образующаяся при расщеплении гликогена в мышцах, а также жирные кислоты. При окислении этих молекул в митохондриях (аэробном дыхании) синтезируется АТФ.

Обычно кислород для дыхания поставляется гемоглобином крови. Однако мышцы могут так­же запасать его, поскольку содержат белок миоглобин, близкий по структуре к гемоглобину. Миоглобин также обратимо свя­зывается с кислородом (оксигенируется) и вы­свобождает ею в случае необходимости, когда кровь не успевает удовлетворять потребности мышечной ткани в кислороде, например при интенсивной физической нагрузке.

В расслабленной мышце уровень АТФ низок, поэтому АТФ быстро расходуется при сокращении и запас должен пополняться за счет иных механизмов, пока скорость аэробного дыхания не адаптиру­ется к возросшим энергозатратам.

Один из способов регенерации АТФ в анаэ­робных условиях основан на использовании креатинфосфата. Это вещество всегда присутст­вует в мышце, но его запасов обычно хватает ненадолго — за 1 мин интенсивной физической работы расходуется примерно 70% креатинфосфата. Следовательно, креатинфосфат полезен лишь в случае кратковременной и интенсивной мышечной активности, например при резком рывке во время спринтерского бега. Затем его запасы должны пополняться за счет окисления жирных кислот или глюкозы.

При интенсивной работе мыши кислород быстро расходуется и аэробное дыхание стано­вится невозможным. В таких условиях мышцы регенерируют АТФ за счет анаэробного расщеп­лении глюкозы. В этом случае говорят, что рабо­та мышцы создает кислородную задолжность. Одним из конечных продуктов анаэробного получения АТФ является молочная кислота. Накапливаясь в мышцах, она изменяет их кислотно-щелочной баланс, что выражается в повышенной утомляемости, боли, а иногда и в спазмах. Время полной переработки молочной кислоты — это именно то время, ко­торое необходимо для ликвидации кислородной задолженности после энергичной работы мыши. (к оглавлению)
Путем тренировки можно повысить ус­тойчивость организма к молочной кислоте и, следовательно, увеличить объем развивающейся кислородной задолженности.

Выделяют два типа скелетных мышечных воло­кон, каждый из которых имеет свои физиологические особенности. Это медленные (тониче­ские) и быстрые (фазические волокна). В некоторых мышцах могут быть только быстрые или только медленные волок­на, в других — волокна обоих типов в определен­ном соотношении.

Благодаря волокнам этих двух типов орга­низм способен передвигаться и поддерживать позу. Быстрые волокна позволяют мышце со­кращаться с высокой скоростью. В большом ко­личестве эти волокна имеются у хищников; они обеспечиваю! быстроту реакций при ловле до­бычи. Вместе с тем потенциальная добыча, что­бы не стать жертвой хищников, тоже должна быть способна к быстрому реагированию. В обоих случаях от подвижности животного будут зависеть его шансы на выживание.

Когда животное находится в покое, оно под­держивает определенную позу с помощью тони­ческих мышечных волокон. Им свойственно бо­лее медленное и длительное сокращение, но за­то энергетические затраты при этом меньше, чем при сокращении быстрых волокон.

У человека все мышцы тела состоят из волокон обоих типов, но обычно один из них доминирует. Это имеет физиологическое значение, поскольку тонические мышцы способны к медленному и длительному сокращению и их соответственно больше в позных мышцах-разгибателях, тогда как сгибателях, предназначенных для быстрых реак­ций, преобладают фазические волокна.

Быстрые мышечные волокна иногда называ­ют белыми: в них относительно мало красного пигмента миоглобина, связывающего кислород. В медленных волокнах его намного больше и их называют красными.

	Медленные (тонические) волокна	Быстрые (фазические) волокна
Строение	Много митохондрий	Мало митохондрий
Саркоплазматический ретикулум развит слабо	Саркоплазматический ретикулум хорошо развит
Красные — из-за присутствия миоглобина и цитохромных пигментов	Белые — миоглобина и цитохромных пигментов мало или нет вовсе
Содержание гликогена невелико	Обилие гликогеновых гранул
Тесный контакт волокон с капиллярами для ускорения обмена веществами
Расположение	В глубоких слоях мышц конечностей	Ближе к поверхности
Иннервации	Тонкие нервные волокна (5 мкм в диаметре).	Толстые нервные волокна 10-20 мкм в диаметре
На одном мышечном волокне несколько концевых пластинок (это называется мультитерминальной иннервацией). Скорость проведения импульса 2—8 м/с^-1
Обычно на одном мышечном волокне одна концевая пластинка (могут быть две). Скорость проведения 8—40 м/с^-1
Возбудимость	Мембрана не обладает электрической возбудимостью. Каждый импульс приводит к высвобождению лишь небольшого количества ацетилхолина. Таким образом, степень деполяризации мембраны зависит от частоты поступления раздражителей	Мембрана обладает электрической возбудимостью
Тип ответа	Медленное градуальное сокращение.	Быстрое сокращение (в 3 раза быстрее, чем у медленных волокон).
Медленное расслабление (приблизительно в 100 раз медленнее, чем у быстрых волокон)	Довольно быстрое утомление
Физиологическая активность	Источник АТФ — аэробное дыхание.	Источник АТФ — анаэробный (гликолиз)
Многие волокна при недостатке 02 продолжают работать за счет анаэробного гликолиза, в этом случае образуется молочная кислота и создается кислородная задолженность.	Быстро возникает кислородная задолженность.
По мере окисления дыхательного субстрата мобилизуются запасы углеводов или липидов.	В качестве дыхательного субстрата интенсивно используется гликоген
Тепло отводится от мышцы по мере его выработки	Тепло поглощается волокнами, так как кровеносная система не обеспечивает ею быстрою отведения
Устанавливается равновесие между потребностями работающей мышцы и мышцы в покое	Мышца некоторое время сокращается и тогда, когда кровеносная система не успевает обеспечить дополнительную доставку кислорода
Функция	Обеспечивают длительное сокращение мышцы; это используется для поддержания позы	Обеспечивают немедленное быстрое сокращение, когда кровеносная система еще только приспосабливается к новому уровню мышечной активности; поэтому очень важны при локомоции.

Дата добавления: 2015-04-30