Андреас Штипплер - Мышцы. Как у вас дела? [litres]

Если спросить, какая мышца обладает наибольшим объемом, то это будет musculus gluteus maximus, большая ягодичная мышца. У нас, двуногих, она достигла таких размеров, поскольку играет важную роль в сохранении вертикального положения тела при ходьбе, разгибании тазобедренного сустава и стабилизации бедра. Ее функция, помимо непосредственно «седалища», также имеет эротическую составляющую, но это уже другая история, о которой здесь речь не пойдет. Эту мышцу можно натренировать посредством выполнения многочисленных упражнений для ног, таких как приседания, жим ногами, выпады или подъем по лестнице.

Самая сильная мышца находится на черепе, а не на ногах или руках.

Продолжаем «хит-парад мышц»: самая сильная мышца человека находится не на руках или ногах, как многие полагают, а на черепе. Это musculus masseter, одна из четырех жевательных мышц, отвечающая за закрывание челюсти. При нормальном жевании она развивает силу в 30 ньютонов, то есть три килограмма. Но она способна многократно превзойти этот результат и достичь силы укуса в 4000 ньютонов, то есть 400 килограммов.

Самая активная группа мышц – это глазные. При длительной работе они демонстрируют наименьшую усталость. Эти мышцы особенно хорошо иннервированы и обильно снабжаются кровью и кислородом.

Кстати, самая маленькая мышца длиной 0,27 миллиметра находится в ухе, она называется «стременная мышца» (musculus stapedius). Благодаря ее сокращению слуховая косточка, стремечко, при слишком громких звуках не вибрирует слишком сильно. Это защищает внутреннее ухо от чрезмерно высокого уровня шума.

Почему мышцы двигаются? На протяжении сотен лет это оставалось загадкой для исследователей. Мы уже слышали о spiritus animalis. Теперь давайте обратимся к мышце и посмотрим, как она реализует движение биохимически. Не волнуйтесь, медицинской лекции не будет! Скорее мы погрузимся в мир театра, возвышенных чувств и амурных приключений, и да, все это будет разыгрываться в ваших мышцах! Скорее всего, вам известна история любви Ромео и Джульетты или Тристана и Изольды. Великий мир театра! Трагедия и романтика!

В мышечных клетках сжигаются углеводы и жиры, чтобы извлечь энергию для движения.

Актин и миозин, вероятно, будут вам не так хорошо знакомы, если только вы не изучаете медицину в США и не проходите как раз сейчас интенсивный курс по метаболизму мышц. Биохимический процесс обмена веществ при мышечном движении преподносят студентам как несчастную любовь между двумя основными персонажами, белками актином и миозином. Их сложные взаимоотношения объясняют, как мышцы при движении преобразуют биохимическую энергию в механическую. Параллельно происходит большое количество метаболических процессов, подробности которых до сих пор на стадии исследований.

Но прежде давайте сперва посмотрим, где живут наши герои Актин и Миозин. Для этого нам придется отправиться не в Верону к Ромео и Джульетте, а в мир мышц.

В саркомере скелетной мышцы бурлит активная жизнь. Здесь начинается история любви Актина и Миозина. С кровью в мышечную клетку постоянно поступают питательные вещества. Они перерабатываются на клеточных электростанциях, митохондриях, для последующего получения энергии. Мышечные клетки (или, точнее, плавающие в них электростанции, митохондрии) – это место, где сжигаются углеводы и жиры, чтобы мышца получала энергию для движения.

Мышечная клетка также является домом наших главных действующих лиц Актина и Миозина, этих несчастных влюбленных, которые напоминают Ромео и Джульетту. Актин и Миозин [7] Актин – тонкая, закрученная по спирали белковая нить, миозин – толстая белковая нить. – это две нити белкового вещества. Они, можно сказать, обитатели мышечной клетки и населяют саркомер тысячами. Именно здесь начинается романтическое театральное представление о движении мышц: изящный Актин имеет небольшие углубления вдоль своего стройного тела и в нашей пьесе играет роль Джульетты. Белок Миозин играет Ромео. Потому что он сильнее и имеет множество маленьких головок, расположенных вдоль его тела.

Ночью мышцы тоже отдыхают.

Наш Ромео не желает заниматься ничем иным, кроме как проникать в углубления Актина. Но проделывать это ему удается лишь в тех случаях, когда мышца находится в движении. Если мышца пребывает в состоянии покоя, между Актином и Миозином нет соприкосновения и нет никакой романтической связи. Печально, но Актин и Миозин в неподвижной мышце могут лишь смотреть друг на друга на расстоянии, и больше ничего. Так что им остается только тосковать друг о друге…

Наступает ночь. Мышцы отдыхают. Наш Миозин-Ромео страстно направляет свои головки в сторону Актина-Джульетты. Долгая сцена на балконе, Ромео мышечной ткани дарит томные слова любви своей Джульетте. Но для свидания тет-а-тет нет ни единого шанса. Потому что на родине Актина и Миозина, в Саркомере, действуют суровые законы. Никаких мышечных движений – никакой любовной романтики! За этим следят несколько антагонистов, разлучающих Актина и Миозина. Опустив головки, наш Ромео вынужден смириться с тем, что его Джульетту стерегут двое сильных телохранителей. Их зовут Тропомиозин и Тропонин, и, если Ромео приблизится к Джульетте, оба телохранителя встанут у него на пути.

Миозин пытается хитростью убедить Тропомиозина и Тропонина пренебречь их долгом, пробует подкупить охранников. Для этого он использует валюту, которая высоко ценится во всех клетках тела: знаменитый аденозинтрифосфат, АТФ. Он является абсолютной мышечной валютой, поскольку представляет собой чистую энергию, которую мечтают заполучить все жители клетки.

Почему АТФ пользуется таким спросом, понятно каждому обитателю мышечной клетки. Все потому, что вместе с АТФ в распоряжении у них появляется уже переработанная мускульная энергия. Углеводы, жиры? Никто в мышечных клетках не может ничего с ними сделать. Но, когда это сырье при обильной подаче кислорода «сжигается» на клеточных электростанциях, превращаясь в АТФ, настроение поднимается. В мышцах, которые много и хорошо двигаются, АТФ присутствует в большом количестве, но в слабых мышцах его мало.

Миозин-Ромео печалится и злится одновременно. Он живет в мышечной клетке нашего совершенно неспортивного современника. АТФ в дефиците. Даже если бы он очень постарался, то все равно не смог бы достать достаточно АТФ, чтобы подкупить телохранителей Джульетты. Но Ромео все равно пытается. С небольшим количеством АТФ он появляется у охранников Джульетты. Они сердито глядят на него сверху вниз. «Приказа о движении не было, проваливай», – говорят ему. Ромео проявляет настойчивость. Быть может, когда он раздобудет еще немного АТФ?.. Телохранители Джульетты качают головами. Ромео знает, что они продажные. Но его все равно немного удивляет их ответ. «Если ты добавишь к АТФ еще немного кальция, мы подумаем». Итак, кальций. Ромео знает, насколько важен кальций для раздражимости мышц. Он содержится в цитоплазме и доставляется с помощью специальных насосов в клеточные мембраны саркомера.