< Return to Video

Anatomy of a muscle cell

  • 0:00 - 0:03
    Я думаю, мы достаточно хорошо представляем на молекулярном уровне,
  • 0:03 - 0:05
    каким образом мышцы сокращаются.
  • 0:05 - 0:08
    Давайте теперь немного вернемся назад и попробуем разобраться, как мышцы
  • 0:08 - 0:11
    выглядят, хотя бы на уровне структур, и как эти структуры
  • 0:11 - 0:12
    соотносятся с тем, что мы привыкли связывать с мышцами.
  • 0:12 - 0:16
    Сейчас я изображу здесь бицепс, сгибающий руку.
  • 0:19 - 0:22
    Вот это локоть, а это
  • 0:22 - 0:24
    кисть руки.
  • 0:24 - 0:25
    Здесь мы нарисуем бицепс, сгибающий руку.
  • 0:28 - 0:31
    Все, наверно, видели схемы строения мышц,
  • 0:31 - 0:34
    по крайней мере, на макро уровне. Известно, что мышцы
  • 0:34 - 0:36
    прикрепляются с каждой стороны к костям.
  • 0:36 - 0:39
    Вот здесь я нарисую кости.
  • 0:39 - 0:41
    Я не буду вдаваться в подробности, где именно расположены кости. Таким образом, мышца
  • 0:41 - 0:43
    прикрепляется к костям с каждой стороны с помощью сухожилий.
  • 0:43 - 0:50
    Где-то здесь находится кость.
  • 0:50 - 0:53
    А здесь находится другая кость, к которой прикреплена мышца.
  • 0:53 - 0:56
    А это сухожилие, которое присоединяет кости к
  • 0:56 - 0:58
    мышцам.
  • 1:03 - 1:05
    Мы понимаем, что когда мышца прикреплена к двум костям,
  • 1:05 - 1:07
    ее сокращение будет приводить к движению какой-то части нашей скелетной системы.
  • 1:07 - 1:09
    Сосредоточимся в основном на скелетных мышцах.
  • 1:13 - 1:16
    Есть еще другие типы мышц, например, гладкие мышцы и сердечные мышцы.
  • 1:16 - 1:19
    Сердечные мышцы, это, как вы понимаете, мышцы сердца.
  • 1:19 - 1:23
    Гладкими мышцами называются мышцы, которые работают непроизвольно. Это мышцы, осуществляющие
  • 1:23 - 1:26
    медленные движения, например, мышцы пищеварительного тракта.
  • 1:26 - 1:28
    Я собираюсь сделать видео о них в скором времени, но в большинстве случаев,
  • 1:28 - 1:30
    когда люди говорят о мышцах, они подразумевают скелетные мышцы,
  • 1:30 - 1:34
    которые двигают нашу скелетную систему, позволяют нам
  • 1:34 - 1:39
    бегать, поднимать тяжести, разговаривать, кусать и т.д.
  • 1:39 - 1:41
    Это то, что обычно мы имеем в виду. Давайте теперь
  • 1:41 - 1:42
    копнем немного глубже.
  • 1:42 - 1:46
    Если сделать поперечное сечение бицепса прямо здесь,
  • 1:46 - 1:50
    если бы я мог сделать поперечное сечение этой мышцы
  • 1:50 - 1:52
    в этом месте, давайте я увеличу изображение.
  • 2:07 - 2:11
    Теперь это будет выглядеть примерно таким образом.
  • 2:11 - 2:16
    На этом рисунке мы видим внутреннее содержание мышцы.
  • 2:16 - 2:18
    Как я говорил раньше, здесь прикреплены сухожилия.
  • 2:22 - 2:26
    Мышца снаружи покрыта оболочкой, но между сухожилием и оболочкой мышцы нет
  • 2:26 - 2:29
    четкой разделительной границы.
  • 2:29 - 2:35
    Эта оболочка называется
  • 2:35 - 2:42
    эпимизий, и на самом деле это соединительная ткань, которая
  • 2:42 - 2:45
    покрывает мышцу, защищает ее от повреждений и уменьшает трение
  • 2:45 - 2:49
    между мыщцей и костями и другими тканями,
  • 2:49 - 2:53
    которые находятся в руке человека.
  • 2:53 - 2:57
    Внутри мышцы также находится соединительная ткань.
  • 2:58 - 3:00
    Я нарисую ее другим цветом.
  • 3:00 - 3:01
    Оранжевым.
  • 3:18 - 3:21
    Эта соединительная ткань называется перимизием.
  • 3:21 - 3:24
    Это соединительная ткань, которая находится с внутренней стороны мышцы.
  • 3:29 - 3:33
    Перимизий разделяет внутри мышцы отдельные
  • 3:33 - 3:38
    части - я возьму одну из таких частей и продлю ее
  • 3:38 - 3:40
    немного дальше -
  • 3:40 - 3:44
    например. сюда - это одна из частей, на которые перимизий разделяет мышцу -
  • 3:44 - 3:46
    и мы ее немного вытащили вперед. Я нарисую
  • 3:46 - 3:47
    это здесь.
  • 3:47 - 3:52
    Мы нарисовали одну из таких частей и вытянули ее немного вперед -
  • 3:52 - 3:55
    перимизий окружает эту часть со всех сторон, правильно?
  • 3:55 - 3:58
    Вокруг находится перимизий, и это просто научный термин,
  • 3:58 - 4:01
    обозначающий соединительную ткань.
  • 4:01 - 4:02
    Кроме того, в мышце есть и другие ткани.
  • 4:02 - 4:04
    В мышце есть нервы и капилляры, все виды тканей,
  • 4:04 - 4:08
    поскольку мышца должна получать снабжение кровью и нейрональные
  • 4:08 - 4:10
    сигналы, поэтому это не
  • 4:10 - 4:11
    только соединительная ткань.
  • 4:11 - 4:14
    Это и другие ткани, с помощью которых мышечные клетки получают
  • 4:14 - 4:15
    все необходимое.
  • 4:15 - 4:19
    Таким образом, каждая из этих частей - я думаю, вы можете назвать их субволокнами - представляет собой
  • 4:19 - 4:23
    довольно большие субволокна.
  • 4:23 - 4:24
    Эта структура называется мышечным пучком, фасцией.
  • 4:36 - 4:40
    Соединительная ткань внутри фасции называется
  • 4:40 - 4:41
    эндомизием.
  • 4:45 - 4:49
    Опять повторю, что большая часть соединительной ткани содержит капилляры,
  • 4:49 - 4:53
    нервные окончания, все, что
  • 4:53 - 4:57
    контактирует с мышечными клетками.
  • 4:57 - 5:00
    Теперь мы заглянем внутрь одного мышечного волокна.
  • 5:05 - 5:07
    Я нарисую зеленым цветом соединительную ткань, которая называется эндомизием.
  • 5:13 - 5:16
    Все, что находится внутри эндомизия,
  • 5:16 - 5:18
    и есть мышечная клетка.
  • 5:18 - 5:20
    Это отдельная мышечная клетка.
  • 5:20 - 5:21
    Я нарисую ее фиолетовым цветом.
  • 5:21 - 5:25
    Я немного вытяну этот рисунок.
  • 5:30 - 5:37
    Таким образом, это отдельная мышечная клетка.
  • 5:37 - 5:39
    Это как раз то, к чему мы стремились, но мы также
  • 5:39 - 5:44
    заглянем внутрь клетки, чтобы понять, как филаменты миозина
  • 5:44 - 5:46
    и актина расположены в мышечной клетке.
  • 5:46 - 5:49
    Перед нами мышечная клетка или мышечное волокно.
  • 5:51 - 5:54
    При знакомстве со строением мышцы вы часто будете сталкиваться с двумя приставками.
  • 5:54 - 5:58
    Приставка мио, что, как вы понимаете,
  • 5:58 - 6:00
    относится к мышце.
  • 6:00 - 6:02
    И приставка сарко, например,
  • 6:02 - 6:06
    сарколемма или саркоплазматический ретикулум.
  • 6:06 - 6:10
    Приставка сарко означает
  • 6:10 - 6:14
    плоть, саркофаг - или вы можете придумать другое слово,
  • 6:14 - 6:15
    начинающееся с приставки сарко.
  • 6:15 - 6:17
    Итак, сарко означает плоть.
  • 6:17 - 6:19
    Мышца это плоть, а мио это мышца.
  • 6:19 - 6:20
    Таким образом, это мышечное волокно.
  • 6:20 - 6:23
    Это отдельная мышечная клетка, давайте увеличим ее.
  • 6:23 - 6:27
    Я нарисую ее в увеличенном размере здесь.
  • 6:27 - 6:31
    Отдельная мышечная клетка называется мышечным волокном.
  • 6:31 - 6:35
    Мышечная клетка называется волокном потому, что она в длину вытянута гораздо больше, чем в ширину.
  • 6:35 - 6:37
    Мышечные волокна бывают различными по величине и форме. Позвольте мне нарисовать
  • 6:37 - 6:39
    мышечное волокно таким образом.
  • 6:46 - 6:48
    Я сделаю поперечное сечение мышечной клетки.
  • 6:53 - 6:57
    Волокно может быть относительно коротким - несколько
  • 6:57 - 7:01
    сот микрометров - или оно может быть довольно длинным,
  • 7:01 - 7:02
    по крайней мере, по клеточным стандартам.
  • 7:02 - 7:06
    Оно может быть в длину до нескольких сантиметров.
  • 7:06 - 7:07
    Представьте себе одну клетку такой величины.
  • 7:07 - 7:08
    Это длинная клетка.
  • 7:08 - 7:11
    Из-за того, что это длинная клетка, она должна
  • 7:11 - 7:13
    иметь много ядер.
  • 7:13 - 7:15
    Для того, чтобы нарисовать в ней ядра, я немного
  • 7:15 - 7:17
    исправлю рисунок мышечного волокна.
  • 7:17 - 7:22
    Я собираюсь нарисовать небольшие бугорки на внешней мембране, где
  • 7:22 - 7:26
    могут разместиться ядра.
  • 7:26 - 7:29
    Помните, что это всего навсего одна клетка из множества других, и эти клетки
  • 7:29 - 7:33
    действительно очень длинные, поэтому в них много ядер.
  • 7:33 - 7:35
    Теперь я сделаю поперечное сечение мышечного волокна,
  • 7:35 - 7:37
    так как мы собираемся заглянуть внутрь клетки.
  • 7:37 - 7:40
    Итак, как я сказал, клетка содержит много ядер.
  • 7:40 - 7:43
    Если представить, что мембрана клетки прозрачная,
  • 7:43 - 7:47
    то тогда мы увидели бы одно ядро здесь, другое здесь,
  • 7:47 - 7:49
    третье здесь и
  • 7:49 - 7:50
    четвертое здесь.
  • 7:50 - 7:54
    Причина, по которой в клетке содержится много ядер, заключается в том, что
  • 7:54 - 7:56
    несмотря на большие расстояния, клетке не надо ждать
  • 7:56 - 7:58
    доставки протеинов из дальнего ядра, а она получает их из ядра, расположенного
  • 7:58 - 7:59
    в этой части клетки.
  • 7:59 - 8:03
    То есть клетка имеет доступ к информации ДНК близко к тому
  • 8:03 - 8:04
    месту, где есть в этом необходимость.
  • 8:04 - 8:05
    Поэтому клетка содержит много ядер.
  • 8:05 - 8:09
    Я читал, что в среднем на один миллиметр мышечной ткани
  • 8:09 - 8:11
    приходится примерно 30 ядер.
  • 8:11 - 8:13
    Не знаю, насколько это правда, но все ядра находятся
  • 8:13 - 8:17
    непосредственно под мембраной
  • 8:17 - 8:20
    мышечной клетки. Вы, наверно, помните, как она называется,
  • 8:20 - 8:21
    из последнего видео урока.
  • 8:21 - 8:23
    Мембрана мышечной клетки называется сарколеммой.
  • 8:31 - 8:33
    А это ядра.
  • 8:37 - 8:44
    Если сделать поперечное сечение мышечной клетки,
  • 8:44 - 8:47
    то внутри находятся миофибриллы.
  • 8:47 - 8:53
    Внутри отдельной клетки находится множество
  • 8:53 - 8:54
    трубочек.
  • 8:54 - 8:56
    Я вытяну одну из них.
  • 8:56 - 8:58
    Итак, я вытянул одну из этих трубочек.
  • 8:58 - 8:59
    Это миофибрилла.
  • 9:04 - 9:07
    Если вы посмотрите на нее в световой микроскоп,
  • 9:07 - 9:11
    вы увидите маленькие полоски на ней.
  • 9:11 - 9:14
    Полоски будут выглядеть примерно так, так, и между
  • 9:14 - 9:18
    ними будут находиться более тонкие полоски.
  • 9:19 - 9:24
    Внутри этих миофибрилл находятся миозиновые
  • 9:24 - 9:25
    и актиновые филаменты.
  • 9:25 - 9:28
    Давайте теперь увеличим изображение миофибриллы.
  • 9:28 - 9:32
    Мы будем продолжать увеличивать изображение до тех пор, пока не дойдем до молекулярного уровня.
  • 9:32 - 9:36
    Итак, это миофибрилла. Помните, что она находится внутри
  • 9:36 - 9:39
    мышечной клетки, мышечного волокна.
  • 9:39 - 9:41
    Мышечное волокно - это мышечная клетка.
  • 9:41 - 9:46
    Миофибриллу можно предстваить как трубочку внутри
  • 9:46 - 9:47
    мышечной клетки.
  • 9:47 - 9:48
    Именно миофибриллы осуществляют
  • 9:48 - 9:50
    сокращение.
  • 9:50 - 9:53
    Если увеличить изображение миофибриллы, вы увидите
  • 9:53 - 9:57
    примерно следующее, вы увидите
  • 9:57 - 9:59
    какие-то полоски внутри миофибриллы.
  • 9:59 - 10:01
    Полоски выглядят примерно так.
  • 10:01 - 10:05
    Вы видите такие короткие полоски.
  • 10:10 - 10:14
    И более широкие полоски, такие как эта
  • 10:14 - 10:18
    маленькая темная полоска - я стараюсь нарисовать
  • 10:18 - 10:20
    все относительно аккуратно, а здесь будет тонкая линия.
  • 10:20 - 10:25
    Потом такой же рисунок повторится.
  • 10:25 - 10:26
    Каждая из этих повторяющихся комбинаций
  • 10:26 - 10:30
    называется саркомером.
  • 10:37 - 10:40
    И эти повторяющиеся комбинации начинаются от одной Z-линии
  • 10:40 - 10:43
    и заканчиваются у другой Z-линии.
  • 10:43 - 10:46
    Вся эта терминология появилась с тех пор, когда люди
  • 10:46 - 10:48
    рассматривали мышцы под световым микроскопом, увидели эти линии и
  • 10:48 - 10:50
    начали присваивать им названия.
  • 10:50 - 10:52
    Теперь появилаь новая терминология, и через секунду мы поговорим,
  • 10:52 - 10:55
    как старые названия соотносятся с миозином и актином.
  • 10:55 - 10:57
    Вот здесь находится A-полоса.
  • 11:01 - 11:03
    Эти промежутки здесь и здесь
  • 11:03 - 11:07
    называются I-полосами.
  • 11:07 - 11:09
    Через несколько секунд мы поговорим о том, как это
  • 11:09 - 11:13
    соотносится с механизмами или с элементами, или с молекулами, о которых мы говорили
  • 11:13 - 11:14
    в последнем видео уроке.
  • 11:14 - 11:18
    Итак, если мы увеличим изображение здесь, и если мы
  • 11:18 - 11:20
    заглянем внутрь миофибриллы, в случае когда мы делаем поперечное сечение этих миофибрилл,
  • 11:20 - 11:24
    мы увидим - если разрежем ее или сделаем срез,
  • 11:24 - 11:29
    параллельно экрану, на который вы смотрите,
  • 11:29 - 11:32
    - в этом случае вы увидите
  • 11:32 - 11:34
    что-то вроде этого.
  • 11:34 - 11:35
    Тогда здесь будет Z-полоса.
  • 11:41 - 11:43
    Здесь находится следующая Z-полоса.
  • 11:43 - 11:45
    Теперь я увеличу саркомер.
  • 11:45 - 11:50
    Эта другая Z-полоса.
  • 11:50 - 11:53
    Здесь находятся филаменты актина.
  • 11:53 - 11:55
    Теперь мы переходим на молекулярный уровень,
  • 11:55 - 11:56
    о котором я говорил раньше.
  • 12:17 - 12:20
    Между филаментами актина находятся
  • 12:20 - 12:23
    филаменты миозина.
  • 12:28 - 12:31
    Помните, что у филаментов миозина есть две головки.
  • 12:31 - 12:37
    На каждом филаменте миозина находятся две головки, которые скользят вдоль
  • 12:37 - 12:37
    филаментов актина.
  • 12:37 - 12:39
    Я рисую пару таких головок, и затем они прикрепляются
  • 12:39 - 12:42
    к середине актина вот таким образом.
  • 12:42 - 12:44
    Мы поговорим через секунду о том, что происходит,
  • 12:44 - 12:47
    когда мышца сокращается.
  • 12:47 - 12:48
    Я мог бы нарисовать это еще раз здесь.
  • 12:51 - 12:53
    На самом деле, на филаментах миозина гораздо больше головок, чем я нарисовал, но
  • 12:53 - 12:55
    я хочу просто дать вам общее представление о том, как это происходит.
  • 13:00 - 13:03
    Это филаменты миозина, белка, они переплетаются
  • 13:03 - 13:06
    так, как мы видели на предыдущем видео уроке,
  • 13:06 - 13:08
    А здесь находится другой филамент.
  • 13:08 - 13:10
    Я не буду рисовать подробно.
  • 13:10 - 13:13
    Теперь вы можете видеть, что А-полоса соответствует
  • 13:13 - 13:15
    миозину.
  • 13:15 - 13:17
    А-полоса находится здесь.
  • 13:20 - 13:24
    А здесь происходит перекрытие.
  • 13:24 - 13:28
    Эти элементы перекрываются даже в состоянии покоя, но
  • 13:28 - 13:30
    I-полоса соответствует пространству, где находится только актин,
  • 13:30 - 13:32
    миозина там нет.
  • 13:36 - 13:39
    Миозиновые филаменты удерживаются на месте с помощью
  • 13:39 - 13:44
    титина, который является эластичным белком.
  • 13:44 - 13:46
    Я нарисую его другим цветом.
  • 13:52 - 13:55
    Миозин удерживается на месте с помощью титина.
  • 13:58 - 14:01
    Он прикрепляется к Z-полосе с помощью титина.
  • 14:01 - 14:02
    Итак, что происходит?
  • 14:02 - 14:07
    Когда нейрон возбуждается - сейчас я нарисую
  • 14:07 - 14:11
    нервное окончание здесь, окончание
  • 14:11 - 14:12
    аксона, идущего от этого нейрона.
  • 14:12 - 14:13
    Это двигательный нейрон.
  • 14:13 - 14:15
    Он сообщает мышечной клетке, что надо сокращаться.
  • 14:15 - 14:17
    Возникает потенциал действия.
  • 14:17 - 14:21
    Потенциал действия распространяется вдоль мембраны
  • 14:21 - 14:23
    во всех направлениях.
  • 14:23 - 14:25
    Затем, если мы посмотрим с этой точки зрения, мы увидим,
  • 14:25 - 14:30
    что от мембраны отходят маленькие поперечные Т-трубочки.
  • 14:30 - 14:36
    Они идут внутрь клетки и продолжают распространять
  • 14:36 - 14:37
    потенциал действия.
  • 14:37 - 14:42
    Потенциал действия запускает освобождение кальция из саркоплазматического ретикулума.
  • 14:42 - 14:47
    Кальций связывается с тропонином, который прикрепляется
  • 14:47 - 14:50
    к филаментам актина, убирающим с пути тропомиозин,
  • 14:50 - 14:52
    после чего становится возможным скольжение миозина вдоль актина.
  • 14:52 - 14:55
    Миозин может начать скольжение вдоль филаментов
  • 14:55 - 14:57
    актина, используя энергию АТФ.
  • 14:57 - 15:03
    Можно представить, что когда филаменты миозина скользят, они
  • 15:03 - 15:07
    начинают толкать филаменты актина в этом направлении,
  • 15:07 - 15:10
    или можно сказать, что миозин
  • 15:10 - 15:12
    хочет двигать их в этом напрвлении, но при этом веревку
  • 15:12 - 15:14
    тянут с двух сторон, правильно?
  • 15:14 - 15:18
    Таким образом, миозин остается на месте, а филаменты
  • 15:18 - 15:20
    актина стягиваются ближе друг к другу.
  • 15:23 - 15:26
    Именно так и происходит сокращение мышцы.
  • 15:26 - 15:29
    Мы, я надеюсь, в этом видео уроке прошли путь
  • 15:29 - 15:32
    от более крупной картины сгибания руки с помощью мышцы
  • 15:32 - 15:35
    к тому, что происходит при этом на молекулярном уровне,
  • 15:35 - 15:36
    о чем мы говорили в предыдущем уроке.
  • 15:36 - 15:40
    Вы теперь можете представить, когда это происходит
  • 15:40 - 15:43
    во всех миофибриллах внутри мышцы, так как
  • 15:43 - 15:46
    саркоплазматический ретикулум освобождает кальций
  • 15:46 - 15:50
    в цитоплазму клетки, которая также называется миоплазмой,
  • 15:50 - 15:52
    поскольку мы имеем дело с мышечной клеткой - в цитоплазму
  • 15:52 - 15:54
    мышечной клетки.
  • 15:54 - 15:57
    Кальций проникает ко всем миофибриллам.
  • 15:57 - 16:01
    Он может связаться с тропонином всех миофибрилл -
  • 16:01 - 16:05
    или, по крайней мере, с большей частью тропонина на поверхности филаментов актина, а затем
  • 16:05 - 16:07
    вся мышца сократится.
  • 16:07 - 16:11
    После того, как сокращение произошло, каждое мышечное волокно или
  • 16:11 - 16:13
    каждая мышечная клетка не будет
  • 16:13 - 16:14
    обладать большой сократительной силой.
  • 16:14 - 16:17
    Но если связать эту клетку со всеми ее окружающими,
  • 16:17 - 16:19
    и если среди них работает хотя бы одна или несколько клеток, тогда
  • 16:19 - 16:20
    это будет выглядеть как резкое подергиванье, судорога.
  • 16:20 - 16:23
    Но если мышечные клетки сокращаются все вместе,
  • 16:23 - 16:25
    создается сила, которая может произвести
  • 16:25 - 16:28
    некоторую работу, или подтянуть кости друг к другу, или поднять
  • 16:28 - 16:29
    груз.
  • 16:29 - 16:32
    Надеюсь, этот урок был в какой-то степени полезен для вас.
Title:
Anatomy of a muscle cell
Description:

more » « less
Video Language:
English
Team:
Khan Academy
Duration:
16:32

Russian subtitles

Revisions