Анатомия на скелетните мускулни влакна

Мисля, че има завидно добро разбиране как мускулите контрахират на молекулярно ниво. Нека сега се върнем назад и разберем как изглеждат мускулите, поне на структурно ниво или каква е връзката им с нещата, които обикновено свързваме с мускулите. И така, ще нарисувам един свит бицепс ето тук. Все едно някой си е стегнал бицепса. Това е неговият лакът и да кажем, че това тук е ръката. Ето това е свитият бицепс. Смятам, че всички сме виждали как изглежда диаграма на мускулите, поне на макрониво – те са свързани с костите в двата си края. Ще нарисувам костите. Няма да обяснявам с подробности къде точно – мускулите са свързани с костите от двете страни посредством сухожилията. Така че това тук е някаква кост. Тук би била друга кост, за която мускулът е свързан. А това са сухожилията, които свързват костите с мускулите. Това е общата логика – когато свързаният с две кости мускул контрахира, той задвижва част от скелетната ни система. Всъщност ние ще се фокусираме върху скелетните мускули. Другите видове са гладки и сърдечни мускули. Сърдечните мускули са, както можеш да предположиш, в сърцето. А гладките мускули са предимно рефлексни, бавно движещи се мускули, например в храносмилателния ни тракт. Някой път ще направя видео за това, но в повечето случаи, когато говорим за мускули, правим асоциация със скелетните мускули, които движат скелетната ни система, позволяват ни да тичаме, да вдигаме, да говорим, да правим разни неща и да захапваме. Обикновено ги свързваме с това – сега нека надникнем малко по-дълбоко. Ако направя напречно сечение на този бицепс, ето тук, ако направя напречно сечение на този мускул, точно тук, само да го нарисувам по-голям. Това е напречното сечение на бицепса. Ще спра да използвам думата бицепс, защото искам да говоря обобщено. Това е напречното сечение. Ще изглежда горе-долу по този начин. Това е вътрешността на мускула. Както казах, тук отзад имаме сухожилие. и след това има покритие; няма точно разграничение или разделителна линия между сухожилието и тъканта около мускула, но това покритие се нарича епимизиум това е просто съединителна тъкан, която покрива мускула, един вид го защитава, намалява триенето между мускула, заобикалящите го кости и други тъкани, които може да са в ръката на човека ето тук. След това в мускула имаме съединителна тъкан от вътрешната страна. Ще я направя с друг цвят. Ще я направя оранжева. Тази оранжева тъкан се дели на нещо като малки фибри. Нарича се перимизиум и също е просто съединителна тъкан от вътрешната страна на самия мускул. И така, всяко от тези неща, които перимизиумът разделя – да вземем например едно от тях и да го разгледаме по-подробно – ако вземем това нещо тук, което перимизиумът разделя, и го извадим – ще го направя тук. Ако го извадя ето така, около него е перимизиумът, нали? Това всичко е перимизиум, което е просто изтънчена дума за съединителна тъкан. Там има и други неща. Може да има нерви и капиляри, какви ли не неща, защото трябва да получаваме кръв и невронни сигнали към мускулите, така че това не е просто съединителна тъкан. Това са други неща, които трябва да могат, евентуално, да стигнат до мускулните клетки. Така че всяко от тези – предполагам, че можем да ги наречем помощни влакна, но това са доста големи мускулни помощни влакна. Това се нарича фасция. Ето това тук е фасция. Свързващата тъкан вътре във фасцията се нарича ендомизиум. Да повторим. Повечето съединителни тъкани имат капиляри, нерви, всички неща, които трябва рано или късно да влязат в контакт с мускулните клетки. Ние разглеждаме вътрешността на един мускул. Секунда да нарисувам ендомизиума. Всичката тази зелена съединителна тъкан е ендомизиум. Всяко от тези неща, които са вътре в ендомизиума, образуват мускулната клетка. Това е истинска мускулна клетка. Ще я направя в лилаво. Така че това нещо тук – мога леко да го издърпам напред. Нека го извадя. Ето така. Ако извадя това, виждаме мускулната клетка. Искахме да стигнем дотук, но ще разгледаме даже още по-подробно вътрешността на мускулната клетка, за да видим и разберем как всички нишки от миозин и актин участват в мускулните клетки. Това тук е мускулна клетка или миофибра. Много често ще срещаш двете представки, когато се разглеждат мускули, ще срещаш мио, което вероятно се досещаш, че се отнася за мускул. Също ще срещаш думата сарко като сарколема или саркоплазмен ретикулум. Така че ще срещаш представката сарко, а това е плът, може да го запомниш като саркофаг или като други думи, които започват със сарко. Значи сарко означава плът. Мускулът е плът, а мио е мускул. Така че това е миофибра. Така изглежда мускулна клетка, а сега нека увеличим и да видим как изглежда мускулът. Ще го нарисувам много по-голям ето тук. Значи мускулната клетка се нарича миoфибрила. Нарича се фибра, защото е по-дълга, отколкото е широка, и има различни видове – ще нарисувам тук миофибра ето така. Ще направя и напречно сечение на мускулната клетка. Това е моята миофибра. Може да бъде сравнително къса – няколко хиляди микрометра – или би могла да бъде доста дълга, поне според стандартите за клетка. Говорим за няколко сантиметра. Представи си, че това е клетка. Това е доста дълга клетка. Тъй като е толкова дълга, тя фактически трябва да има няколко ядра. Всъщност, за да нарисувам ядрата – ще го направя по-добре, ще нарисувам миофибра. Ще направя малки подутини по външната част на мембраните на тази миофибра, където ядрата могат да се поберат. Запомни, че това е само една от тези отделни мускулни клетки, а те са наистина дълги, така че имат множество ядра. Нека направя напречно сечение, защото ще разгледаме отвътре тази мускулна клетка. Както казах тя е многоядрена. Ако си представим, че мембраната ѝ е прозрачна, може да има едно ядро тук, друго ядро тук, още едно тук, и друго там. Причината, поради която е многоядрена, е че при големи разстояния не трябва да се чака за протеини, които да се придвижат по целия път от това ядро до тази част на мускулната клетка. Всъщност може да има ДНК информация близо до там, където е необходимо. За това е многоядрена. Четох – мисля, че средно се падат по 30 ядра на милиметър мускулната тъкан. Не знам дали в случая е така, но ядрата се намират един вид точно под мембраната на мускулната клетка – би трябвало да си спомняш как се нарича тя от последното видео. Мембраната на мускулната клетка е сарколема. Това са ядрата. И след това, ако направим напречно сечение на това, ще видим, че вътре има тръби, които са наречени миофибрили. Така че тук има сноп от тръби, които се намират вътре в клетката. Нека да извадя една. Изваждам една от тези тръби, Това е миофибрила. Ако наблюдаваме това под светлинен микроскоп, ще видим, че има малки бразди по нея. Браздите ще изглеждат горе-долу така, ето така, така и тук ще има малки и тънки като това. А във вътрешната част на тези миофибрили ще намерим нашите миозинови и актинови нишки. За това да погледнем отблизо тази миофибрила. Ще продължаваме да го правим, докато стигнем молекулярното ниво. Така че тази миофибрила, която е – запомни, в мускулната клетка, в миофибрата – миофибрата е мускулна клетка. Миофибрилата е – можем да я разглеждаме като тръба в мускулната клетка. Това са нещата, които всъщност извършват свиването. Така че, ако увеличим една миофибрила, ще видим, че изглежда горе-долу по този начин и че има едни ленти в нея А лентите ще изглеждат горе-долу така. Ще има такива къси ленти. След това ще има такива по-широки ленти, като тези, малки и тъмни – правя всичко по силите си, за да ги нарисувам добре, доколкото е възможно – и може тук да има малка линия. Същото се повтаря и тук. Така че всяка една от тези повтарящи се единици се нарича саркомер. Това е саркомер. И тези повтарящи се единици тръгват от един така наречен Z-диск, и стигат до друг Z-диск. Цялата тази терминология е измислена по време на наблюдение под микроскоп – хората виждат линиите и започват да им дават имена. И поради тази причина имаме другата терминология – ще говорим как това е свързано с миозина и актина след секунда. Това тук е A-диск. Това разстояние тук или тези части тук са наречени I-диск. Ние след малко ще говорим за това каква е връзката им с механизмите или единиците, за които говорихме, или молекулите, за които говорихме в последното видео. Така че, ако увеличим тук, ако надникнеш в тези миофибрили, ако направиш напречно сечение на тези миофибрили, това което ще намериш – ако го разрежеш, може би на тънки парчета – ако го нарежеш успоредно на екрана, който гледаш, ще видиш нещо подобно. Това ще бъде нашият Z-диск. Това е следващият Z-диск. В момента разглеждам отблизо един саркомер. Това е друг Z-диск. След това имаме актинови нишки. Вече стигаме до това молекулярно ниво, за което говорих. Имаме актинови нишки – ще ги нарисувам ето така. Ще направя няколко и ще ги обознача. И след това между актиновите нишки имате миозинови нишки. Секунда да ги нарисувам в този цвят. Спомняш ли си, че миозиновите нишки имат две такива глави на тях. Всяка от тях има две глави като тези, с които се приплъзват по актиновите нишки. Просто ще нарисувам няколко – и освен това те са свързани в средата ето така. Ще говорим след секунда за това какво се случва, когато мускулът контрахира. Мога да ги нарисувам отново и ето тук. По принцип има много повече глави, отколкото рисувам, но това е просто, за да добиеш представа за случващото се. Това са миозини, те са протеини, и всички те са свързани, както видяхме в предното видео – ще има още една тук. Няма нужда да рисувам в детайли. Веднага можеш да видиш, че A-дискът съответства на мястото, където имаме миозин. И така, това е нашият A-диск ето тук. А-диск Има и припокриване. Те се припокриват една друга, дори в състояние на покой, но I-дискът е мястото, където имаме само актинови нишки, без миозин. I-дискът И освен това миозиновите нишки се задържат на местата си от титин, който можеш да си представиш, че изглежда като еластичен протеин. Искам да го направя в различен цвят от този. Така че миозинът е закрепен с титин. Прикрепен е към Z-диска с титин. И така, какво стана сега? Имаме всичко това – когато един неврон се възбуди – секунда да нарисувам края на неврона и края на аксона – на един неврон, ето там. Това е моторен неврон. Той казва на това приятелче да контрахира. Имаме акционен потенциал. Акционният потенциал се движи по мембраните във всички посоки. И ако накрая го погледнем от тази страна, ще видим едни малки напречни T-тръбички. Те влизат в клетката и продължават да разпространяват акционния потенциал. Карат саркоплазматичния ретикулум да освободи калций. Калцият се прикрепя към тропонина, който се намира в тези актинови нишки, които преместват тропомиозина от пътя му и след това вече може да се осъществи приплъзването. Миозинът може да започне да използва АТФ, за да се придвижи по тези актинови нишки. Можеш да си представиш, че докато се приплъзват, енергийният им двигател ще започне да набира – можеш да ги разглеждаш като актинови нишки или можеш да си представиш, че миозинът иска да се придвижи в тази посока, но ти ще дърпаш и все едно теглите въже, нали? Така че миозинът ще стои на едно място, а актиновите нишки ще се изтеглят заедно. Ето така, по същество, контрахира мускулът. Надяваме се с това видео да успеем да разясним голямата картина като започнем от мускулната гъвкавост по целия път чак до тук, където обясняваме какво точно се случва на молекулярно ниво, с това, което научихме в последните няколко видеа. Можеш да си представиш, когато това се случи с всички миофибрили вътре в мускула, нали, защото саркоплазмичният ретикулум обикновено освобождава калций в цитоплазмата, която се нарича още и миоплазма, защото говорим за мускулните клетки – цитоплазмата на тази мускулна клетка. Калцият залива всички тези миофибрили. В състояние е да се прикачи към всичкия тропонин или поне голяма част от тропонина на върха на актиновите нишки и и след това целият мускул контрахира. А когато това стане, всяко мускулно влакно, всяка миофибра, или всяка мускулна клетка няма да има толкова много контрахираща сила. Но когато добавим всички тях, които са около него, ако просто имаме една работеща или няколко от тях, ще се получи потрепване. Но, ако всички те контрахират заедно, тогава това всъщност ще създаде достатъчно сила, да се свърши малко работа или да се задвижат заедно костите, или да повдигаш малко тежести. Надявам се да съм ти бил поне малко полезен.