Мышечная система

Скелетные, а также произвольно сокра­щающиеся мышцы приводятся в действие двигательными нервами спинного мозга — пучком нервных волокон, который выхо­дит из головного мозга через канал в позвоночном столбе. Эти двигательные нер­вы разделяются на несколько нитей в том месте, где они входят в мышцу, или иннервируют ее. Затем каждая нить вступа­ет в контакт с какой-либо мышечной клет­кой. Электрический импульс движется по нерву от головного мозга и, достигая кон­чика нерва, способствует выделению мельчайшего количества химического веще­ства ацетилхолина из внутриклеточных гранул, где оно содержится.Ацетилхолин пересекает короткое расстояние между нервным окончанием и мышцей и оседает на особых участках мышечной ткани, на­зываемых рецепторами. Как только в ре­цепторе оказывается ацетилхолин, мышца сокращается и остаетсяв таком состоя­нии все время, пока химическое вещество находится в контакте с рецептором. Для того чтобы обеспечить расслабление мышцы, в дело вступает фермент, нейтра­лизующий ацетилхолин.

Самые простые рефлекторные движения происходят в результате прямого возбужде­ния двигательных нервов сигналами, поступающимив спинной мозг от сенсорных ре­цепторов— нервов, улавливающих внешние раздражения. Например, в случае так называемого «коленного рефлекса» легкий удар по ноге под надколенной чашечкой воспринимается рецепторами внутри одного из сухожилий, проходящих через коленный сустав. Эти рецепторы посылают сигналыв спинной мозг, который, в свою очередь, возбуждает двигательные нервы, идущие от спинного мозга к мышцам бедра. В резуль­тате мышца бедра быстро сокращается, и нижняя часть ноги резко дергается вверх.

Осознанные движения произвольно со­кращающихся мышц наоборот происхо­дят под воздействием сигналов, посыла­емых из головного мозга по спинному моз­гу. Некоторые из этих сигналов служат для возбуждения определенных двига­тельных нервов, а другие—для их успокоения, так что вырабатывается модель, по которой некоторые мышцы будут со­кращаться, а другие—расслабляться.

Деятельность белков (миозина и акти­на) в момент мышечного сокращения представляет собой сложный процесс, в котором химические соединения между ними постоянно образуются и распадают­ся. Для этого нужна энергия, образу­ющаяся при сгорании кислорода и пищи в митохондриях; эта энергия собирается и передается в качестве соединения под названием АТФ (аденозинтрифосфатоза), очень богатого высокоэнергетическим фосфатом. Процесс сокращения мышцы начинается выбросом кальция (одного из самых распространенных в организме элементов) в клетки мышцы по целой сети мелких трубочек, расположенных между миофибриллами и называемых микроканальцами.

В любой момент несколько клеток в мышце будут сокращаться, придавая определенную степень напряженности, или тонус. Когда сократится достаточное количество мышечных волокон, вся мышца укорачивается, уменьшая рас­стояние между точками ее прикрепления, и тогда две или более кости начинают двигаться по отношению к другим.

Отдельные мышцы обладают способ­ностью только укорачивать, но не удли­нять расстояние между двумя точками прикрепления — они могут стягивать, но не разгибать. Для движения в противоположном направлении должна быть возбуждена другая мышца. Например, дву­главая мышца плеча может сгибать локоть, но выпрямление руки производится другой мышцей—трехглавой мышцей нижней сто­роны плеча. Мышцы типа бицепсов и три­цепсов называются мышцами-антагониста-ми: они «работают друг против друга».

Гладкие мышцы также снабжены двигательными нервами. Однако вместо одного двигательного нерва, раздражающего одну мышечную клетку, раздражение распро­страняется волной на несколько клеток. Та­кое волнообразное действие помогает, на­пример, в продвижении пищи в кишечнике.

Сокращение сердечной мышцы вызы­вается не двигательными нервами, а им­пульсами, исходящими от пульсирующей ткани внутри сердца. Эти импульсы воз­никают приблизительно 72 раза в мину­ту, заставляя сердце сокращаться и вы­талкивать кровь.