Lihakset tai lihakset ( lat. musculus - "lihas") - lihaskudoksesta koostuvat elimet ; kykenevä supistumaan hermoimpulssien vaikutuksesta . Osa tuki- ja liikuntaelimistöä . He suorittavat erilaisia liikkeitä, jotka tarjoavat kehon liikettä, säilyttävät asennon, supistavat äänihuulten , hengittävät ja niin edelleen. Lihaskudos on joustavaa ja kimmoisaa; Se koostuu myosyyteistä (lihassoluista). Lihaksille on ominaista väsymys , joka ilmenee intensiivisen työn tai harjoituksen aikana.
Lihasten avulla voit muuttaa kehon osien sijaintia avaruudessa. Ihminen suorittaa mitä tahansa liikettä - niin yksinkertaisista kuin räpyttely tai hymyily , hienovaraisiin ja energisiin liikkeisiin, kuten jalokivikauppiaissa tai urheilijoissa - lihaskudosten supistumiskyvyn ansiosta. Ei vain kehon liikkuvuus, vaan myös kaikkien fysiologisten prosessien toiminta riippuu kolmesta pääryhmästä koostuvien lihasten asianmukaisesta toiminnasta. Kaikkien lihaskudosten toimintaa ohjaa hermosto , joka varmistaa niiden yhteyden aivoihin ja selkäytimeen sekä säätelee kemiallisen energian muuntamista mekaaniseksi energiaksi .
Ihmiskehossa on 640 luurankolihasta (erilaistettujen lihasryhmien laskentamenetelmästä riippuen niiden kokonaismäärä määritetään 639 - 850) . Pienimmät on kiinnitetty pienimpiin korvassa sijaitseviin luihin . Suurimmat ovat gluteus maximus -lihakset , ne saavat jalat liikkeelle . Vahvimmat lihakset ovat pohkeet ja purulihakset . Ihmisen pisin lihas - sartorius - alkaa suoliluun siiven anteriorisesta yläselkärangasta ( lantion luun etu-ylempi osa ), leviää spiraalimaisesti edestä reiden yli ja on kiinnittynyt jänteen avulla sääriluun mukulaan (ylempi). säären osat).
Lihasten muoto on hyvin monimuotoinen. Yleisimmät ovat raajoille ominaiset fusiform lihakset ja leveät lihakset - ne muodostavat kehon seinät . Jos lihaksilla on yhteinen jänne ja päitä on kaksi tai useampia, niitä kutsutaan kaksi-, kolmi- tai nelipäisiksi.
Lihakset ja luuranko määräävät ihmiskehon muodon. Aktiiviset elämäntavat , tasapainoinen ruokavalio ja urheilu edistävät lihasten kehittymistä ja rasvakudoksen tilavuuden vähenemistä . Johtavien painonnostajien lihasmassa on yli 60 % kehon painosta [1] .
Rakenteellisista ominaisuuksista riippuen ihmisen lihakset jaetaan kolmeen tyyppiin tai ryhmään:
Ensimmäinen lihasryhmä on luusto- tai poikkijuovaiset lihakset. Jokaisella meistä on yli 600 luustolihasta. Tämän tyyppiset lihakset voivat supistua mielivaltaisesti ihmisen pyynnöstä ja muodostavat yhdessä luuston kanssa tuki- ja liikuntaelimistön . Näiden lihasten kokonaismassa on noin 40 % kehon painosta, ja aktiivisesti lihaksiaan kehittävillä ihmisillä voi olla jopa enemmän. Erikoisharjoitusten avulla lihassolujen kokoa voidaan kasvattaa, kunnes niiden massa ja tilavuus kasvavat ja kohokuvioituvat. Supistuessaan lihas lyhenee, paksunee ja liikkuu suhteessa viereisiin lihaksiin. Lihaksen lyhenemiseen liittyy sen päiden ja luiden , joihin se on kiinnitetty, lähentyminen. Jokaiseen liikkeeseen liittyy sekä sitä tekeviä että sitä vastustavia lihaksia (agonistit ja antagonistit), mikä antaa liikkeelle tarkkuuden ja sileyden.
Toinen lihastyyppi, joka on osa sisäelinten , verisuonten ja ihon soluja , on sileä lihaskudos , joka koostuu ominaisista lihassoluista ( myosyyttejä ). Lyhyet karan muotoiset sileät lihassolut muodostavat levyjä. Ne supistuvat hitaasti ja rytmisesti tottelemalla autonomisen hermoston signaaleja . Heidän hitaita ja pitkittyneitä supistuksia esiintyy tahattomasti, toisin sanoen riippumatta henkilön halusta.
Sileät lihakset tai tahattoman liikkeen lihakset löytyvät pääasiassa onttojen sisäelinten , kuten ruokatorven tai virtsarakon , seinistä . Niillä on tärkeä rooli prosesseissa, jotka eivät ole riippuvaisia tietoisuudestamme, esimerkiksi ruoan siirtämisessä ruoansulatuskanavan läpi tai myötävaikuttavat pupillien supistumiseen ja laajentumiseen.
Erillinen (kolmas) lihasryhmä on sydämen poikkijuovainen (juovainen) lihaskudos ( sydänlihas ). Se koostuu kardiomyosyyteistä . Ihmismieli ei hallitse sydänlihaksen supistuksia, vaan autonominen hermojärjestelmä hermottaa sitä .
Lihasten rakenneelementti on lihassäike , joista kukin erikseen ei ole vain solu, vaan myös fysiologinen yksikkö, joka pystyy supistumaan. Lihaskuitu on monitumainen solu, sen halkaisija on 10-100 mikronia . Tämä solu on suljettu kuoreen, sarcolemma , joka on täynnä sarkoplasmaa . Myofibrillit sijaitsevat sarkoplasmassa . Myofibrili on sarkomeereistä koostuva filamenttirakenne . Myofibrillien paksuus on yleensä alle 1 µm. Myofibrillien lukumäärästä riippuen erotetaan valkoiset ja punaiset lihassäikeet. Valkoisissa kuiduissa on enemmän myofibrillejä, vähemmän sarkoplasmoja, joten ne voivat supistua nopeammin. Punaiset kuidut sisältävät suuren määrän myoglobiinia , minkä vuoksi ne saivat nimensä. Lihaskuitujen sarkoplasmassa on myofibrillien lisäksi myös mitokondrioita , ribosomeja , Golgi-kompleksia , lipidisulkeumia ja muita organelleja . Sarkoplasminen verkkokalvo varmistaa viritysimpulssien siirtymisen kuidun sisällä. Sarkomeerien koostumus sisältää paksuja myosiinifilamentteja ja ohuita aktiinifilamentteja [ 2] .
Aktiini on supistuva proteiini, joka koostuu 375 aminohappotähteestä ja jonka molekyylipaino on 42300, mikä muodostaa noin 15 % lihasproteiinista. Valomikroskoopin alla ohuemmat aktiinimolekyylit näyttävät vaalealta raidalta (ns. "Ι-levyt"). Liuoksissa, joissa on alhainen ionipitoisuus, aktiini sisältyy yksittäisten molekyylien muodossa, joilla on pallomainen rakenne, mutta fysiologisissa olosuhteissa , ATP- ja magnesium -ionien läsnä ollessa , aktiini muuttuu polymeeriksi ja muodostaa pitkiä kuituja (fibrillaarinen aktiini) , jotka koostuvat kahdesta spiraalimaisesti kierretystä aktiinimolekyylien ketjusta. Yhdistämällä muihin proteiineihin aktiinikuidut saavat kyvyn supistua käyttämällä ATP:n sisältämää energiaa.
Myosiini on tärkein lihasproteiini; sen pitoisuus lihaksissa saavuttaa 65%. Molekyylit koostuvat kahdesta polypeptidiketjusta , joista kukin sisältää yli 2000 aminohappoa. Proteiinimolekyyli on erittäin suuri (nämä ovat pisimpiä luonnossa esiintyviä polypeptidiketjuja ), ja sen molekyylipaino on 470 000. Jokainen polypeptidiketju päättyy ns. päähän, joka sisältää kaksi pientä ketjua, jotka koostuvat 150-190 aminosta. hapot. Näillä proteiineilla on ATPaasi - aktiivisuutta, jota tarvitaan aktomyosiinin supistumiseen. Mikroskoopin alla lihaksissa olevat myosiinimolekyylit näyttävät tummalta raidalta (ns. "A-levyt").
Aktomyosiini on aktiinista ja myosiinista koostuva proteiinikompleksi, jolle on tunnusomaista ATPaasin entsymaattinen aktiivisuus. Tämä tarkoittaa, että ATP-hydrolyysiprosessissa vapautuvan energian ansiosta aktomyosiinia voidaan vähentää. Fysiologisissa olosuhteissa aktomyosiini muodostaa kuituja, jotka ovat tietyssä järjestyksessä. Myosiinimolekyylien fibrillaariset osat, jotka on koottu nippuun, muodostavat niin sanotun paksun langan, josta myosiinipäät kurkkivat kohtisuorasti. Aktiinimolekyylit ovat liittyneet pitkiksi ketjuiksi; kaksi tällaista ketjua, jotka on kierretty toistensa ympärille, muodostavat ohuen langan. Ohuet ja paksut langat on järjestetty rinnakkain siten, että jokaista ohutta lankaa ympäröi kolme paksua lankaa ja jokaista paksua lankaa ympäröi kuusi ohutta; myosiinipäät tarttuvat ohuisiin filamentteihin.
Yleensä lihaskudos koostuu vedestä, proteiineista ja pienestä määrästä muita aineita: glykogeenia , lipidejä , uuttavia typpeä sisältäviä aineita, orgaanisten ja epäorgaanisten happojen suoloja jne. Veden määrä on 72-80 % kokonaismassasta [2] .
Komponentti | Märkäpainon prosenttiosuus |
---|---|
Vesi | 72-80 |
kiinteät aineet, | 20-28 |
mukaan lukien | |
oravia | 16.5-20.9 |
glykogeeni | 0,3-3,0 |
fosfoglyseridit | 0,4-1,0 |
kolesteroli | 0,06-0,2 |
kreatiini + kreatiinifosfaatti | 0,2-0,55 |
kreatiniini | 0,003-0,005 |
ATP | 0,25–0,40 |
karnosiini | 0,2-0,3 |
karnitiini | 0,02-0,05 |
anseriini _ _ _ _ | 0,09-0,15 |
vapaita aminohappoja | 0,1-0,7 |
maitohappo | 0,01-0,02 |
tuhka | 1,0-1,5 |
Lihasproteiinit jaetaan yleensä osiin riippuen niiden liukoisuudesta veteen tai suolaan. Proteiineja on kolme pääryhmää: sarkoplasmiset (35 % kokonaisproteiinista), myofibrillaariset (45 %) ja stroomaproteiinit (20 %). Sarkoplasmaproteiinien koostumus sisältää useita proteiiniaineita, joilla on globuliinien ominaisuuksia , useita proteiineja , myoglobiinia , entsyymiproteiineja, parvalbumiineja . Parvalbumiini sitoo Ca 2+ -ionitasoja , mikä nopeuttaa lihasten rentoutumista. Entsyymiproteiineja löytyy mitokondrioista ja ne säätelevät kudoshengityksen prosesseja, typpi- ja lipidiaineenvaihduntaa jne. Sarkoplasmiset proteiinit liukenevat suolaväliaineisiin alhaisella ionivahuudella.
Myosiini, aktiini ja aktomyosiini kuuluvat lihasten supistumisesta vastaavien myofibrillaaristen proteiinien ryhmään. Tämä sisältää myös säätelyproteiinit: tropomyosiinin , troponiinin , α- ja β -aktiniinin ( esim . Actinin ). Tropomyosiinin ja troponiinin kompleksi on vastuussa lihasten herkkyydestä Ca 2+ -ioneille . Myofibrillaariset proteiinit liukenevat korkean ionivahvuuden suolaväliaineisiin. Myofibrillaaristen proteiinien pitoisuus riippuu lihastyypistä, kun taas proteiinit eroavat myös fysikaalis-kemiallisista ominaisuuksistaan. Niiden suurin määrä havaitaan luurankolihaksissa, sydänlihaksessa niitä on paljon vähemmän ja vähiten - sileissä lihaksissa. Esimerkiksi mahalaukun lihaskudoksessa tämän ryhmän proteiineja on 2 kertaa vähemmän kuin poikkijuovaisissa lihaksissa.
Stroomaproteiineja ovat kollageeni ja elastiini . Toisin kuin myofibrillaariset proteiinit, stroomaproteiinien pitoisuus on suurin sileissä lihaksissa ja sydänlihaksessa.
Kehon kehityksen myötä lihasten kemiallinen koostumus muuttuu merkittävästi. Alkioiden lihaskudoksen proteiinien kokonaispitoisuus on pienempi kuin aikuisilla ja vastaavasti enemmän vettä. Myös itse proteiinimassan koostumus eroaa, kun kehityksen edetessä stroomaproteiinien määrä vähenee ja myosiinin ja aktomyosiinin pitoisuus kasvaa. Myös nukleoproteiinien , RNA :n ja DNA :n läsnäolo vähenee ja korkeaenergisten yhdisteiden (ATP ja kreatiinifosfaatti) osuus kasvaa. Tiettyjen elementtien esiintyminen lihaskudoksessa liittyy tiettyihin kehitysvaiheisiin. Refleksikaaren muodostuessa ja motorisen refleksin kehittyessä lihaksiin ilmaantuu imidatsolipitoisia dipeptidejä (anseriini ja karnosiini) , aktomyosiinin Ca 2+ -herkkyys muodostuu [2] .
Elävien organismien lihaskudosta edustavat lukuisat lihakset, joilla on eri muotoja, rakenteita ja kehitysprosesseja, jotka suorittavat erilaisia toimintoja. Erottaa:
Huomioon otetaan niiden nivelten lukumäärä , joiden kautta lihas heitetään:
Supistumisprosessissa aktiinifilamentit tunkeutuvat syvälle myosiinifilamenttien välisiin rakoihin , ja molempien rakenteiden pituus ei muutu, mutta vain aktomyosiinikompleksin kokonaispituus pienenee - tätä lihasten supistumismenetelmää kutsutaan liukumiseksi. Aktiinifilamenttien liukuminen myosiinifilamentteja pitkin vaatii energiaa. Lihaksen supistukseen tarvittava energia vapautuu aktomyosiinin ja ATP :n vuorovaikutuksen seurauksena , jolloin jälkimmäinen jakautuu ADP : ksi ja H3PO4 : ksi . ATP:n lisäksi vedellä , samoin kuin kalsium- ja magnesium-ioneilla , on tärkeä rooli lihasten supistuksessa .
Luustolihas koostuu suuresta määrästä lihaskuituja - mitä enemmän niitä, sitä vahvempi lihas.
Lihassupistuksia on viisi tyyppiä:
Kehossa tällaiset supistukset ovat tärkeämpiä kaikkien liikkeiden suorittamisessa.
Sileät lihakset (sileälihaskudos) muodostavat sisäelimet, erityisesti ruokatorven seinämät , verisuonet , hengitystiet ja sukuelimet . Sileät lihakset erottuvat niin sanotusta automatismista, eli kyvystä päästä viritystilaan ulkoisten ärsykkeiden puuttuessa. Ja jos luustolihasten supistuminen kestää noin 0,1 s , niin sileälihasten hitaammat supistukset kestävät 3 - 180 s. Ruokatorvessa, sukuelimissä ja virtsakanavassa viritys siirtyy lihassolusta toiseen. Mitä tulee verisuonten seinämissä ja silmän iiriksessä olevien sileiden lihasten supistumiseen , se ei siirry solusta soluun; autonomisen hermoston sympaattiset ja parasympaattiset hermot lähestyvät sileitä lihaksia .
Sydänlihaksesta (sydänlihaksesta) puhuttaessa on huomattava, että normaalin toiminnan aikana se viettää supistukseen noin 0,2-0,4 s, ja kuormituksen kasvaessa supistumisnopeus kasvaa. Sydänlihaksen ainutlaatuinen ominaisuus on sen kyky supistua rytmisesti myös silloin, kun sydän poistetaan kehosta.
Lihasten supistumisprosessissa, kun aktiinifilamentit liukuvat myosiinifilamentteja pitkin, myosiini kiinnittyy väliaikaisesti aktiiniin poikittaissiltojen avulla, jotka ovat myosiinimolekyylien ns. "päitä". Lihasten supistumisen biokemiallisessa syklissä on 5 vaihetta [2] :
Tarkkaa esitystä lihasten syntyprosessista evoluution aikana ei ole vielä saatavilla. Lihaksia hallitsi jo pistelypolyyppi Haootia quadriformis , joka eli noin 560 miljoonaa vuotta sitten.
Nykyaikaisista organismeista alkeellisimmat lihassolujen omistajat ovat lattamatot ja sukkulamadot . Supistumiskuituja on myös yksisoluisissa organismeissa , alkueläimissä , niitä löytyy sienistä , coelenteraateista . Epiteelisolujen prosessien supistuminen, siipien ja värien värähtelyt mahdollistavat niiden liikkumisen, mutta niillä ei ole erikoistuneita lihassoluja. Monien matojen lihaksisto on ns. lihaskudospussi, joka muodostuu ihoon liittyvästä epiteelistä eristetyistä lihaskuiduista . Nämä lihakset ovat samanlaisia kuin selkärankaisten sileät lihakset ja koostuvat yleensä ulkoisista rengasmaisista, joiden avulla matot voivat pienentää halkaisijaansa, ja sisäisistä pitkittäisistä, jotka mahdollistavat pituuden pienentämisen. Lisäksi matoilla voi olla mikroskooppisia lihaksia harjasten pohjassa, joiden ansiosta ne tarttuvat maaperään, suoliston ympärillä oleviin lihaksiin ja verenkiertojärjestelmän seinämiin. Nilviäisissä lihaskudospussi kehittyy monimutkaiseksi erillisten sileiden lihasten järjestelmäksi . Niveljalkaisilla on jo melko kehittynyt lihasjärjestelmä. Se on kiinnitetty ulkoiseen luurankoon ja toisin kuin nilviäiset, se on jo juovainen, mikä tarjoaa huomattavan nopeuden ja voimakkuuden supistuksiin. Joillakin lajeilla lihakset ja sisäelimet ovat juovikkaita.
Lihakset saavuttavat suurimman kehittymisensä jänteissä ja suuressa määrin selkärankaisilla . Lihasten massa voi saavuttaa puolet koko kehon massasta, ja niiden avulla suoritetaan päätoiminnot - liike, tasapainon ylläpitäminen, aineiden kuljettaminen kehon sisällä. Sointulihas on jaettu kahteen ryhmään: viskeraalinen ja parietaalinen. Jako suoritetaan alkion alkuperän mukaan. Sisäelinten toimintaa palveleva mielivaltaisesti toimiva viskeraalinen lihaksisto, jossa ei ole poikittaisia nauhoja, kehittyy pääasiassa sivulevyistä (ektodermaalisesta epiteelistä kehittyvät vain hikirauhasten lihakset ja silmien iiris ) ja parietaalista. , joka koostuu poikkijuovaisista lihaksista ja varmistaa kehon vuorovaikutuksen ympäristön kanssa, on peräisin myotomin lihaskerroksesta . Yksinkertaisimmat parietaalilihakset voidaan havaita lanseteissa , syklostomeissa ja kaloissa .
Ihon lihakset kehittyvät yhdessä ihon kanssa sellaisenaan muodostaen dermatootista, kudoskerroksen, jonka muodostavat segmentaaliset lihassolut keskimmäisestä itukerroksesta. Ihon lihakset ovat tahattomia, erityisesti ne ovat vastuussa hanhenlihasten esiintymisestä pilomotorisen refleksin aikana [3] [4] [5] .
Lihaspatologialle on ominaista lihasten supistumistoiminnan heikkeneminen, niiden kyky ylläpitää sävyä. Patologioiden syynä voivat olla erilaiset vammat, vammat (lihasruhjeet, nyrjähdykset, osittaiset ja täydelliset repeämät, lihasfaskian repeämät), hermoston tai humoraalisen säätelyn häiriöt, muutokset solu- ja subsellulaarisella tasolla. Patologioita havaitaan kohonneessa verenpaineessa, sydäninfarktissa, myodystrofiassa, kohdun, suoliston, virtsarakon, halvaantumisen jne. ilmenemismuodoissa. Ilmiöitä voivat olla hematoomat, myosiitti, atrofia, tyrät.
Ruhje syntyy iskun tai puristuksen seurauksena, se on täynnä lihasten toiminnan merkittävää menetystä ja on vaarallinen myosiitin kehittymiselle. Venyttely on lihaskuitujen mikrorepeämiä, joiden kokonaismäärä on enintään 5 % ja joka ei yleensä aiheuta vakavaa uhkaa terveydelle. Osittaiset repeämät ovat vaarallisempia, repeämäkohtaan muodostuu usein hematooma ja joskus tarvitaan leikkausta. Lihaksen täydellisen repeämisen yhteydessä kirurginen toimenpide on pakollinen. Lihaksilla on hyvä palautumis- ja paranemiskyky, yksi hoidon päätavoitteista on estää arven muodostuminen repeämäkohtaan [6] [7] .
Sairauksien syiden eroista huolimatta on mahdollista tunnistaa yleisiä biokemiallisia muutoksia patologioissa. Näitä ovat myofibrillaaristen proteiinien määrän nopea väheneminen, stroomaproteiinien pitoisuuden kasvu sekä joidenkin sarkoplasmaproteiinien, mukaan lukien myoalbumiini, pitoisuuden nousu. Muutoksia tapahtuu myös ei-proteiinikoostumuksessa: ATP:n ja kreatiinifosfaatin taso laskee, imidatsolia sisältävien dipeptidien määrä vähenee.
Lihaskudoksen hajoamiseen liittyville patologioille, dystrofiat, muutokset lihasten fosfolipidikoostumuksessa ovat ominaisia: fosfatidyylikoliinin ja fosfatidyylietanoliamiinin tason lasku, sfingomyeliinin ja lysofosfatidyylikoliinin pitoisuuden nousu.
Melko usein lihaskudoksen patologioihin liittyy kreatinuria, kun kreatiinin aineenvaihdunta on häiriintynyt, johon liittyy virtsan kreatiinifosfaattipitoisuuden lasku ja kreatiinin lisääntyminen [2] .
Taiwanilaiset tutkijat ovat luoneet keinotekoisia lihaksia päällystämällä sipulisoluja kullalla. Keinotekoiset lihakset, jotka toimivat kuten luonnolliset, ovat lupaava suunta robotiikassa, koska niissä ei ole hankausosia, kuten tavanomaisissa mekanismeissa, ja siksi ne kuluvat paljon vähemmän [8] .
Niskalihakset , sivukuva
Vartalon lihakset , takaa katsottuna
Vartalon lihakset , näkymä edestä
Alaraajan vyö
Jalkojen lihakset (etu)
Jalkojen lihakset , takaa katsottuna
Temaattiset sivustot | |
---|---|
Sanakirjat ja tietosanakirjat |
|
Bibliografisissa luetteloissa |
|
Lihaksisto | |
---|---|