Типы мышечных волокон

Хорошо известно, что мышцы по своим возможностям и функциям неоднородны: одни могут развивать большую силу при незначительном напряжении или длительно находиться в статическом напряжении, другие позволяют выполнять тонкие и точные движения. Однако многие мышцы одновременно способны и к скоростной кратковременной работе максимальной интенсивности, и к длительной умеренной работе. Это объясняется тем, что мышцы содержат волокна четырех типов:

1. Волокна первого типа крупные, светлые («белые»), содержат тонкие фибриллы, расположенные равномерно по всему поперечному сечению волокна. Они сильно возбудимы, то есть быстро переходят из состояния покоя к активности, быстро сокращаются, но и быстро утомляются. Этот тип волокон богат саркоплазматическим ретикулумом. Он обладает высокой активностью миозиновой АТФазы, фосфорилазы и ферментов гликолиза, существенными запасами креатинфосфата и значительными возможностями анаэробного ресинтеза АТФ. Называют эти волокна быстрыми гликолитическими. Источником энергии у них является анаэробное окисление глюкозы, получаемой из своего гликогена или приносимой кровью. Но надо заметить, что проникновение глюкозы извне в белые волокна происходит относительно медленно.

Волокна этого типа широко представлены у глубоководных животных (живущих там, где содержание кислорода близко к нулю). У некоторых птиц, не способных к длительному полету (например, курицы), мясо крыльев белого цвета, и они совершают лишь короткие перелеты с места на место. Медлительны и вялы большую часть времени аллигаторы и другие крокодилы, однако эти рептилии могут молниеносно атаковать и так же быстро наносить опасные удары мощным хвостом. Эти бурные вспышки активности коротки: за ними следует долгий период восстановления сил и выведения лактата.

2. Волокна второго типа менее крупные, темные («красные»). Фибриллы в них толще и расположены на поперечном сечении волокна не равномерно, а сгруппированы в пучки (поля Конгейма). Они менее возбудимы, чем первые, медленнее сокращаются и способны длительно работать, не утомляясь. Эти волокна богаты митохондриями. В них велики возможности аэробного окисления и дыхательного ресинтеза АТФ, но мало креатинфосфата, низка активность миозиновой АТФазы и невелика возможность гликолиза. В качестве субстрата эти волокна используют жирные кислоты и, в какой то мере, углеводы. Только красные волокна способны эффективно окислять жирные кислоты как энергетические субстраты – в эндотелии мышечных капилляров высока активность липопротеинлипазы, которая обеспечивает утилизацию сывороточных триацилглицеринов. Называют эти волокна медленными оксидативными. Максимальная скорость их сокращения в 4 раза ниже по сравнению с волокнами первого типа.

3. Третьему типу волокон присущи все свойства первого, но он богаче митохондриями и обладает лучшими возможностями аэробного окисления и дыхательного ресинтеза АТФ. Эти волокна в равной степени утилизируют глюкозу и жирные кислоты. Называют их быстрыми оксидативно-гликолитическими.

4. Четвертый тип волокон – это те, которые, как говорится, от одних ушли, к другим не пришли. По свойствам они стоят между первым и вторым типом. Их называют переходными волокнами. Эти волокна способны, в зависимости от режима нагрузки, превращаться в волокна первого или второго типов.