Биологические основы двигательной деятельности человека – химия движения

Движение - одно из основных свойств живых организмов. Нет жизни без движения, и без движения невозможна жизнь. Форма движения различна. Низшие позвоночные и беспозвоночные черви, моллюски, птицы, растения и т.д.

Весьма разнообразен и характер движения. Среди млекопитающих одним животным свойствен равномерный бег (лошадь, олень), другим передвижение прыжками (кенгуру, тушканчик, заяц).

Любое движение есть результат работы мышц. К чему бы мы не обратились в жизнедеятельности человека, мы везде встречаемся с работой мышц. Передвижение в пространстве и поза в состоянии покоя – функция мышц. Добыча, разжевывание, проглатывание пищи и продвижение ее по пищеварительному тракту без мышц были бы невозможны. Дыхание – работа межреберных мышц и диафрагмы. С помощью мышечного чувства мы определяем массу предмета, а мышцы глаз обеспечивают нам определение расстояний: по степени напряжения их мы судим, далеко или близко расположен тот или иной объект. Выражение душевных волнений, наша мимика – опять же мышцы. Наконец, все виды труда от тяжелого физического до тончайшей работы ювелира, музыканта или художника – мышечная деятельность. Качество мышц человека резко различается. Если сравнивать отдельные мышцы даже одного индивидуума, то мы увидим мышцы сильные и мышцы ловкие, не обладающие меньшей силой; мышцы выносливые, способные к длительным напряжениям, и мышцы быстро утомляющиеся; мышцы очень быстро сокращающиеся, и мышцы, сокращающиеся медленно.

Движение многообразно в своем проявлении, но в основе его лежат общие молекулярные механизмы. Как же устроена мышца ?

Различают поперечнополосатые мышцы (в них при рассмотрении под микроскопом видна поперечная исчерченность) и гладкие (в них такой исчерченности нет). Первые – мышцы скелета (их так и называют – скелетные), которые мы можем сокращать произвольно, а вторые – мышцы внутренних органов (желудочно-кишечного тракта, бронхов, сосудов и т.д.). К непроизвольным мышцам относится и мышца сердца, хотя она и имеет поперечную исчерченноcть.

В поперечнополосатой мышце различают сухожильную головку, которой мышца начинается на кости, мышечное брюшко, состоящее из волокон, и сухожильный хвост, которым мышца заканчивается на другой кости.

Рассматривая мышечное волокно под микроскопом, мы увидим, что более светлые полоски волокна чередуются с более темными. Эти полоски называют дисками. Темные диски обладают двойным лучепреломлением, их называют анизотропными, или дисками А. Светлые диски этим свойством не обладают, их называют изотропными, или дисками И. Часть мышечного волокна от середины одного диска И до вершины другого – саркомер. Таким образом, мышечное волокно состоит из большого числа саркомеров, причем длина каждого саркомера в покоящейся мышце около 2 мкм, а в сократившейся мышце – несколько более 1 мкм.

Мышечное волокно окружено тонкой оболочкой – сарколеммой. Она не только ограничивает мышечное волокно от окружающей среды, но реализует и регулирует обмен веществ между этой средой и мышечным волокном.

На поверхности сарколеммы располагаются двигательные нервные окончания, напоминающие ветвящиеся кустики или вилочки и осуществляющие контакт с мышечным волокном через тончайшие волоконца – терминальные веточки, заканчивающиеся двигательными пластинками. Область соприкосновения нервных клеток друг с другом или с иннервируемыми ими тканями называют синапсом. Устройство синапса довольно сложное.

У всех скелетных мышц хорошее кровоснабжение. Чем деятельнее мышца, тем гуще ее сосудистая сеть.

По своему химическому составу мышечное волокно, как и всякая живая клетка - белковое образование. 72-80% массы его составляет вода, 16-21% - белки, и только 3-4% – небелковые вещества.

Источником приходящих к мышце двигательных импульсов яеляются специальные нервные клетки – мотонейроны спинного мозга. Их длинные отростки (аксоны) выходят из спинного мозга через его передние корешки и образуют двигательные нервы. Каждый мотонейрон иннервирует от 5 до 100 мышечных волокон, составляя функциональный комплекс, называемый нейромоторной или двигательной единицей. Все ее мышечные волокна под влиянием двигательного импульса сокращаются одновременно и с максимальной силой, подчиняясь закону "все или ничего". Сокращение же мышцы в целом регулируется и дозируется возбуждением разного числа нейромоторных единиц.