1. |
Прикрепление мышц к костям
Сложность: среднее |
1 |
2. |
Восстановление работоспособности мышц
Сложность: среднее |
1 |
3. |
Боль в мышцах
Сложность: среднее |
1 |
4. |
Определи мышцу по рисунку
Сложность: среднее |
1 |
5. |
Особенности гладкой мышечной ткани
Сложность: среднее |
1 |
6. |
Согласованная работа мышц
Сложность: среднее |
1 |
7. |
Мышцы локтевого сустава
Сложность: среднее |
1 |
8. |
Динамическая и статическая работа мышц
Сложность: среднее |
1 |
9. | Дополни текст «Мышечные ткани человека» Сложность: среднее | 1 |
Мышцы. Типы мышц, их строение и значение
Мышцы состоят из мышечной ткани, которая образована вытянутыми многоядерными клетками, которые имеют вид поперечно-исчерченных волокон. Существует несколько типов мышц – гладкие и скелетные.
Гладкие мышцы входят в состав стенок внутренних органов (сердца, кровеносных сосудов, желудка и кишечника).
К скелетным мышцам относятся поперечно-полосатые мышцы головы, туловища и конечностей. Сокращаются они быстро, и их работа обеспечивает произвольные движения.
Строение мышц
Мышца состоит из большого количества мышечных волокон, которые способны сокращаться. Они идут параллельно друг другу и собраны в пучки.
Мышечное волокно образовано тонкими нитями – миофибриллами, которые в свою очередь состоят из тончайших белковых нитей. Благодаря их взаимодействию происходит напряжение и укорочение мышц.
Каждое мышечное волокно покрыто соединительнотканной оболочкой, которая переходит к концам мышц в сухожилия. Сухожилия – пассивная, несокращающаяся часть скелета, с помощью которой мышцы крепятся к костям. Они прочно срастаются с надкостницей (оболочкой, которая покрывает кость снаружи). Сухожилия обладают большой прочностью, практически не могут растягиваться и выдерживают нагрузку до 600 килограммов при растяжении.
Снаружи мышца покрыта фасцией ─ тонкой оболочкой из соединительной ткани. Мышцы хорошо снабжаются кровью, которая приносит кислород и питательные вещества и удаляет конечные продукты обмена.
Строение двуглавой и трёхглавой мышц плеча. Тело мышцы, состоящее из мышечных волокон, называется брюшко. То сухожилие, которое прикрепляется к кости, остающейся малоподвижной при движении, называется
В мышцах располагаются нервные окончания – рецепторы. Они воспринимают степень растяжения и укорочения мышц и доставляют информацию в спинной и головной мозг, которые управляют движениями. Сокращение мышц происходит тогда, когда они получают сигнал от центральной нервной системы. Если нерв повреждён, мышца не будет сокращаться.
У женщин мышцы составляют около 30 процентов массы тела, а у мужчин – от 35 до 45 процентов. У человека описано 639 мышц, из них только пять – непарные. Самая маленькая мышца – стременная – находится в среднем ухе и имеет длину всего 1,3 миллиметра. Самая длинная мышца – портняжная – начинается от верхней части таза, проходит наискось по передней поверхности бедра и прикрепляется к внутренней части колена. Самые крупные – большие ягодичные мышцы, они приводят в движение ноги.
В зависимости от расположения у человека выделяют мышцы головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей.
На голове у человека располагается круговая мышца рта, мышца, опускающая угол рта, круговая мышца глаза, височная, затылочная и грудино-ключично-сосцевидная мышцы.
Среди мышц головы выделяют две группы: жевательные и мимические. Жевательные мышцы обеспечивают движение нижней челюсти, пережёвывание пищи и участвуют в формировании звуков. Одним своим концом они прикрепляются к костям черепа, а другим – к нижней челюсти. Жевательные мышцы являются самыми сильными у человека. В книге рекордов Гиннеса указано, что в 1982 году Хоффман смог развить ими усилие в 442 килограмма.
Мимические мышцы, в отличие от всех остальных мышц, крепятся к кости только одним своим концом, а другой заканчивается свободно в коже. С помощью сокращения мимических мышц мы выражаем свои эмоции и настроение.
С помощью мышц шеи человек поворачивает, опускает и поднимает голову. Если повернуть голову в сторону, то легко можно прощупать одну из самых крупных мышц шеи – грудино-ключично-сосцевидную.
К мышцам туловища относятся мышцы груди, живота и спины.
К мышцам груди относятся наружные и внутренние межрёберные мышцы и диафрагма, которые обеспечивают дыхательные движения.
Диафрагма ─ главная дыхательная мышца. Она изогнута в форме купола и отделяет грудную полость от брюшной. Большая и малая грудные мышцы осуществляют движения верхних конечностей.
Мышцы живота – поперечные, косые и прямые – образуют брюшной пресс, они участвуют в повороте туловища и его наклонах.
На спине находятся трапециевидная мышца и широчайшая мышца спины. Мышцы спины образуют несколько слоёв: мышцы, лежащие на поверхности, способствуют движению верхних конечностей; глубокие мышцы разгибают позвоночник и обеспечивают сохранение вертикального положения.
Рука человека образована сорока девятью мышцами. При сокращении дельтовидная мышца поднимает руку, двуглавая мышца сгибает руку в локтевом суставе, а трёхглавая – разгибает.
К мышцам нижней конечности относятся портняжная, прямая и широкая мышцы бедра, передняя большеберцовая, икроножная и большая ягодичная мышцы. Четырёх- и двуглавая мышцы приводят в движение голень.
Названия одних мышц обозначают их форму: ромбовидная, трапециевидная, квадратная. Других – их размеры и величину: большая, малая, длинная, короткая. В название может входить направление мышечных пучков, например поперечная и косая мышцы.
Итог урока. Скелетные мышцы обеспечивают передвижение человека. Они прикрепляются к костям и являются активной частью опорно-двигательной системы. В теле человека выделяют поперечно-полосатые мышцы головы, туловища и конечностей.
Гладкие мышцы обеспечивают двигательную активность внутренних органов.
Мышцы состоят из мышечных волокон, способных сокращаться.
Таблицa по биологии 8 класс Мышцы человеческого тела ответы и решения онлайн
Изображения обложек учебников приведены на страницах данного сайта исключительно в качестве иллюстративного материала (ст. 1274 п. 1 части четвертой Гражданского кодекса Российской Федерации)
Издательство: Ксеноксс
Вид УМК: таблицы
Серия: Домашняя работа
На данной странице представлено детальное решение задания Мышцы человеческого тела по биологии для учеников 8 классa автор(ы)
Мышцы человеческого тела
Мышцы головы | Мимические, жевательные, височные, лобная, круговые глаза и рта, грудино-ключично-сосцевидная, затылочная, надчерепная | Мимические – мимика лица; жевательные – жевательные движения; височная – поднимает нижнюю челюсть; круговая рта и глаза – закрытие рта и глаз |
Мышцы туловища спереди | Грудная, живота, брюшного пресса, межрёберные мышцы, зубчатая | Грудная – напрягается, если согнуть руки; брюшного пресса – дыхание, наклоны вперёд и в стороны, перевод туловища из лежачего в сидячее положение; межрёберные – наружные – вдох, внутренние – выдох |
Мышцы туловища сзади | Трапециевидная, широчайшая, глубокие мышцы спины, ягодичные | Трапециевидная – сведение лопаток и запрокидывание головы назад; широчайшая – плечо вниз, руки за спину; мышцы спины – разгибают тело, откидывая назад; ягодичные – бедро назад |
Мышцы верхних конечностей | Дельтовидная, двуглавая и трёхглавая мышцы плеча, предплечья, сгибатели кисти и пальцев | Дельтовидная – руку в сторону; предплечья – сгибание и разгибание пальцев |
Мышцы нижних конечностей | Четырёхглавая мышца бедра, подтяжная, большеберцовая, икроножные | Сгибает ногу в тазобедренном суставе и разгибает в колене четырёхглавая мышца; удерживают тело в вертикальном положении, при ходьбе, беге, прыжке |
Рис. 1. Таблица по биологии 8 класс Мышцы человеческого тела
Add
Новыe решебники
Похожие решебники по биологии 8 класс
© 2021Copyright. Все права защищены. Правообладатель SIA Ksenokss.Адрес: 1069, Курземес проспект 106/45, Рига, Латвия.
Тел.: +371 29-851-888 E-mail: [email protected]
Ткань прочнее кевлара создадут благодаря модифицированным бактериям
Команда исследователей из Вашингтонского университета в Сент-Луисе изобрела новый способ синтеза сложного белка внутри бактерий. Результаты работы опубликованы в журнале Nature Communications.
Наши мышцы состоят из волокон. Основу волокон составляют белки. Самая длинная молекула у белка титина. Теперь учёные нашли способ заставить бактерии собирать титин из небольших фрагментов. Так как титин составляет основу скелетных мышц, из таких волокон затем можно сплести особо прочную ткань.
Ученые и инженеры разных стран давно пытаются создать искусственные мышцы из разных материалов. Но все они уступают натуральным мышцам по своим свойствам. Американские исследователи попробовали оттолкнуться в своей разработке мышечных волокон от естества. Вместо создания искусственных мышц они решили синтезировать натуральные.
Естественные мышцы состоят из трёх основных белков. Команда сосредоточила свои усилия на синтезе одного из них – титина, который обеспечивает мышцам эластичность. Сложность синтеза титина определяется тем фактом, что это крупнейший из известных белков. Его сложно собрать искусственно.
Чтобы обойти эту трудность, исследователи создали бактерии, которые могут собирать крупные белки из небольших фрагментов. Затем титин может быть преобразован в волокна шириной 10 микрометров с использованием технологии мокрого прядения.
Напомним, при мокром прядении длинные цепочки молекул полимеров превращают в элементарные волокна. Для этого, например, плавят твердый полимер до жидкого состояния и затем продавливают его сквозь сито. При этом образуются волокна диаметром с ячейки сита. Мокрым прядением целлюлозы получают вискозу.
Подобным образом учёные получили из молекул титина, собранных бактериями, жёсткие, прочные и гибкие волокна. Из таких волокон можно соткать материал для пуленепробиваемых жилетов, к примеру. И он будет прочнее кевлара, утверждают исследователи.
При этом поскольку он состоит из того же белка, что и натуральные мышечные волокна, новый материал должен быть биосовместимым, что делает его пригодным для наложения швов и других применений в организме.
«Производство [материала] может быть дешёвым и масштабируемым, – говорит Фучжун Чжан (Fuzhong Zhang), ведущий автор исследования. – Он может иметь множество применений, о которых люди раньше думали».
Учёные утверждают, что разработанная ими платформа из бактерий для синтеза сложных белков годится также для синтеза самых разных природных белков для различных применений.
Ранее мы рассказывали о том, как электрическое покрытие превращает обыкновенную ткань в мягкий экзоскелет и как мощные искусственные мышцы сделали из лески и швейных ниток. Ещё мы писали о создании искусственных мышц из вощёных углеродных нанотрубок, которые поразили учёных своей прочностью.
Больше интересных новостей науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».
МЫШЦЫ И ИХ ФУНКЦИИ. Работа мышц
admin 23.07.2010
Анатомия, физиология и гигиена человека
мышцы
Движения в суставах, например сгибание и разгибание конечностей, совершаются благодаря поочередному сокращению групп мышц-антагонистов — сгибателей и разгибателей, которые действуют согласованно, так как иннервирующие их нервные центры последовательно и поочередно переходят из состояния возбуждения в состояние торможения.
Работа мышц связана с расходованием энергии. Энергию для мышечного сокращения дает аденозинтрифосфорная кислота (АТФ). Однако запасы АТФ в мышце небольшие, и они истощаются меньше чем за одну секунду. Для синтеза АТФ используется энергия, освобождаемая при окислении глюкозы (см. раздел «Общая биология»). Кровь, протекающая через мышцы, снабжает их необходимыми питательными веществами, кислородом и уносит углекислый газ, воду и другие продукты распада органических веществ, образовавшиеся в процессе их работы.
Таким образом, эффективность и продолжительность работы мышц зависит от кровоснабжения мышц и, следовательно, от работы сердечно-сосудистой системы.
Утомление. Когда кровоснабжение не соответствует возросшим потребностям интенсивно работающей мышцы, в крови накапливаются продукты распада органических веществ. Они угнетающе действуют на нервные центры, иннервирующие мышцу. Вследствие этого снижается работоспособность, развивается утомление. Опыт показывает, что чем больше нагрузка и быстрее ритм сокращений мышц, тем скорее развивается утомление. И. М. Сеченов показал, что утомление развивается медленнее всего, а работоспособность самая высокая при средних ритме и нагрузке. Он также установил, что восстановление работоспособности утомленных мышц руки ускоряется, если в период отдыха производить работу другой рукой. В отличие от покоя такой отдых он назвал активным отдыхом. В его основе лежит распространение процессом возбуждения из центра работающей руки на заторможенный центр утомленной руки и его растормаживание. Для борьбы с утомлением необходимо чередовать разнообразную деятельность.
Значение физических упражнений для правильного формирования скелета и мышц. Физические упражнения способствуют правильному формированию мышц и скелета. В процессе работы усиливается кровоснабжение мышц и взаимосвязанных с ними костей, сухожилий и суставов, повышается в них обмен веществ и увеличивается приток к ним питательных веществ, витаминов, гормонов, кислорода. Чем сильнее развиты мышцы тела, тем прочнее становится скелет, тем крепче кости и тем более они устойчивы к нагрузкам и травмам.
Физические упражнения, проводимые с учетом возрастных особенностей детей и подростков, способствуют устранению плоскостопия и нарушений осанки, которые могут быть вызваны заболеваниями скелета (рахит), малой подвижностью организма, слабым развитием мышц, неправильным сидением за столом, ношением тяжестей в одной руке и т. д.
Соответствующие физические упражнения, например балансирование с мячом на голове, укрепляют мышцы позвоночника и способствуют выработке хорошей осанки.
Разносторонняя мышечная деятельность повышает работоспособность организма, при этом уменьшаются его энергетические затраты на выполнение работы.
Физические упражнения способствуют формированию здорового, сильного, выносливого человека с правильным телосложением и гармонично развитой мускулатурой, активного и полезного члена общества.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
Просмотров: 815
Мышечная система — Биология человека
Изучив эту главу, вы сможете:
- Понимать структуру мышечной ткани по:
- а. Осознавая, что мышцы сокращаются (укорачиваются) для создания силы.
- г. Различают по основным свойствам три типа мышечной ткани.
- Назовите функции (конкретные действия) и области тела основных мышц тела, как указано в таблице ниже, и сопоставьте название с мышью.
Мышечные клетки специализируются на сокращении. Мышцы позволяют совершать движения, такие как ходьба, а также облегчают процессы в организме, такие как дыхание и пищеварение. Тело содержит три типа мышечной ткани: скелетную мышцу, сердечную мышцу и гладкую мышцу (рисунок 20.1).
Рис. 20.1 Тело состоит из трех типов мышечной ткани: скелетных мышц, гладких мышц и сердечных мышц, визуализированных здесь с помощью световой микроскопии.Клетки скелетных мышц бывают длинными, поперечнополосатыми и многоядерными. Гладкомышечные клетки короткие, суженные на каждом конце и имеют только одно пухлое ядро на каждом. Клетки сердечной мышцы разветвленные и поперечно-полосатые, но короткие. У них также может быть более одного ядра на клетку. (кредит: модификация работы NCI, NIH; данные шкалы от Мэтта Рассела)Скелетные мышцы , которые прикрепляются к костям или коже, управляют передвижением и любым движением, которое может контролироваться добровольно . Скелетные мышцы длинные и цилиндрические на вид; при рассмотрении под микроскопом ткань скелетных мышц имеет полосатый вид или вид полосатых .Строчки вызваны регулярным расположением сократительных белков (актина и миозина). Актин — это нитчатый сократительный белок, который взаимодействует с другим нитчатым белком, называемым миозином, для сокращения мышц. Скелетная мышца также имеет несколько ядер, присутствующих в одной клетке.
Гладкая мышца находится в стенках полых органов, таких как кишечник, желудок и мочевой пузырь, а также вокруг проходов, таких как дыхательные пути и кровеносные сосуды. Гладкая мышца не имеет полосок , не находится под произвольным контролем (она находится под контролем вегетативной нервной системы ), имеет только одно ядро на клетку, сужается с обоих концов и называется непроизвольной мышцей .
Сердечная мышца находится только в сердце, и сокращения сердечной мышцы перекачивают кровь по всему телу и поддерживают кровяное давление. Как и скелетная мышца, сердечная мышца имеет поперечно-полосатую форму, , но в отличие от скелетной мышцы, сердечная мышца не может контролироваться сознательно и называется непроизвольной мышцей (она находится под контролем вегетативной нервной системы , как гладкая мышца). Клетки сердечной мышцы могут иметь более одного ядра на клетку и разветвлены.
Структура волокон скелетных мышц
Каждое волокно скелетных мышц представляет собой клетку скелетных мышц. Эти клетки невероятно большие, диаметром до 100 мкм и длиной до 30 см. Внутри каждого мышечного волокна находится миофибрилл, — длинные цилиндрические структуры, расположенные параллельно мышечному волокну. Миофибриллы проходят по всей длине мышечного волокна, и, поскольку их диаметр составляет всего около 1,2 мкм, внутри одного мышечного волокна можно найти от сотен до тысяч. Когда миофибриллы укорачиваются, сокращается вся мышечная клетка. и генерируют силу , натягивая сухожилия, которые прикрепляют мышцу к кости, и перемещая кость. (Рисунок 20.2).
Рис. 20.2. Мышечное волокно состоит из множества миофибрилл, собранных в упорядоченные единицы. (кредит: Openstax Human Biology)Миофибриллы состоят из более мелких структур, называемых миофиламентами . Существует два основных типа волокон: толстые волокна и тонкие волокна; у каждого свой состав и расположение. Толстые волокна (состоящие из белка миозина ) и тонких волокон (состоящие из белка актина ) (см. Рисунок 20.3).
Рисунок 20.3 Миофибрилла состоит из множества миофиламентов. Миофиламенты состоят из тонких и толстых нитей. (кредит: Openstax Human Biology)Синовиальные суставы позволяют телу огромный диапазон движений. Каждое движение в синовиальном суставе является результатом сокращения или расслабления мышц, прикрепленных к костям по обе стороны от сустава.Типы движений обычно парные, причем одно противоположно другому. Движения тела всегда описываются в соответствии с анатомическим положением тела: прямая стойка, верхние конечности сбоку от тела, ладони обращены вперед. По мере прохождения этого раздела обращайтесь к рисунку 20.4.
Интерактивная ссылка
Посмотрите это видео, чтобы узнать об анатомических движениях.
Рисунок 20.4 Движения тела, часть 1 Синовиальные суставы дают телу множество способов двигаться.(а) — (б) Движения сгибания и разгибания выполняются в сагиттальной (передне-задней) плоскости движения. Эти движения происходят в плече, бедре, локте, колене, запястье, пястно-фаланговых, плюснефаланговых и межфаланговых суставах. (c) — (d) Сгибание головы или позвоночника кпереди — это сгибание, а любое движение назад — разгибание. (e) Абдукция и приведение — это движения конечностей, рук, пальцев рук или ног в коронарной (медиально-латеральной) плоскости движения. Отведение конечности или руки в сторону от тела или разведение пальцев рук или ног — это отведение.Приведение приводит конечность или руку к средней линии тела или поперек ее, либо сводит пальцы рук или ног вместе. Циркумдукция — это движение конечности, руки или пальцев по круговой схеме с использованием последовательной комбинации движений сгибания, приведения, разгибания и отведения. Приведение / отведение и циркумдукция происходят в плечевом, тазобедренном, запястье, пястно-фаланговых и плюсне-фаланговых суставах. (е) Поворот головой из стороны в сторону или скручивание тела — это вращение. Медиальное и латеральное вращение верхней конечности у плеча или нижней конечности у бедра включает поворот передней поверхности конечности по направлению к средней линии тела (медиальное или внутреннее вращение) или от средней линии (латеральное или внешнее вращение).(кредит: Анатомия и физиология Openstax)
Сгибание и разгибание
Сгибание и разгибание — это обычно движения, которые происходят в сагиттальной плоскости и включают передние или задние движения шеи, туловища или конечностей. Для позвоночника сгибание, (переднее сгибание) — это передний (вперед) сгибание шеи или туловища, тогда как разгибание включает движение, направленное назад, такое как выпрямление из согнутого положения или наклон назад.Боковое сгибание позвоночника происходит в коронарной плоскости и определяется как изгиб шеи или туловища вправо или влево.
В конечностях сгибание уменьшает угол между костями (сгибание сустава), а разгибание увеличивает угол и выпрямляет сустав. Для верхней конечности все движения вперед — сгибания, а движения назад — разгибания. К ним относятся передне-задние движения руки в плече, предплечья в локте, руки в запястье и пальцев.В нижней конечности движение бедра вперед и вверх — это сгибание в тазобедренном суставе, а любое движение бедра назад — разгибание. Обратите внимание, что разгибание бедра за пределы анатомического положения (стоя) сильно ограничено связками, поддерживающими тазобедренный сустав. Сгибание колена — это сгибание колена для перемещения стопы к задней части бедра, а разгибание — это выпрямление колена (см. Рис. 20.4a-d).
Похищение и приведение
Отведение перемещает конечность в сторону от средней линии тела, тогда как приведение представляет собой встречное движение, которое приближает конечность к телу или через среднюю линию.Например, при отведении рука приподнимается в плечевом суставе и перемещается в сторону от тела, а при приведении рука опускается в сторону от тела. Точно так же отведение и приведение запястья перемещает руку от средней линии тела или по направлению к ней. Разведение пальцев рук или ног также является отведением, а соединение пальцев рук или ног вместе — приведением (см. Рис. 20.4e).
Вращение
Вращение позволяет голове вращаться из стороны в сторону, как при встряхивании головы «нет.«Вращение также может происходить в шарнирных суставах плеча и бедра. Здесь плечевая кость и бедро вращаются вокруг своей длинной оси, которая перемещает переднюю поверхность руки или бедра либо к средней линии тела, либо от нее. Движение, которое приближает переднюю поверхность конечности к средней линии тела, называется медиальным (внутренним) вращением. И наоборот, вращение конечности так, что передняя поверхность отодвигается от средней линии, называется боковым (внешним) вращением (см. Рисунок 20.4е).
Область тела | Название мышцы | Действие |
Мышцы лица | Orbicularis oculi Orbicularis oris Зигоматикус | Мигание Поцелуй Улыбка |
Жевательные мышцы | Temporalis Масетер | Закрывание губки |
Шейка | Грудино-ключично-сосцевидная мышца Трапеция | Гибкая шея Удлинитель |
Грудная полость | Мембрана Наружный межреберный | Вдох |
Брюшная стенка | Прямая мышца живота Наружный косой Внутренний косой | Flex туловище (приседания) Сгибание туловища в поперечном направлении Сгибание туловища в поперечном направлении |
Плечо | дельтовидной Большая грудная мышца | Отведение плеча Гибкое плечо |
Рука | Двуглавая мышца плеча, Трицепс плеча | Гибкий отвод Угловой удлинитель |
Предплечье | Сгибатели предплечья Разгибатели предплечья | Сгибание запястья и пальцев Вытянуть запястье и пальцы |
Бедро | Большая ягодичная мышца Подвздошно-поясничный | Расширение бедра Гибкое бедро |
Передняя часть (перед) Бедро | Четырехглавая мышца | Раздвинуть колено |
Задний (задний) Бедро | Подколенные сухожилия | Гибкое колено |
Нога (область голени) | Передняя большеберцовая мышца Gastrocnemius | Flex голеностопный сустав Разгибание голеностопного сустава |
Таблица 20.1
Мышцы лица
orbicularis oris — круговая мышца, которая двигает губами и позволяет вам целоваться. orbicularis oculi — круговая мышца, закрывающая глаз. Мышца zygomaticus растягивает губы в улыбке.
Рисунок 20.5. Мышцы выражения лица. Многие мышцы выражения лица вставляются в кожу вокруг век, носа и рта, производя выражение лица за счет движения кожи, а не костей.(кредит: анатомия и физиология Openstax)Chewing Muscles
В анатомической терминологии жевание называется жеванием. Мышцы, участвующие в жевании, должны иметь возможность оказывать достаточное давление, чтобы прокусывать, а затем пережевывать пищу перед тем, как ее проглотить. Мышца masseter — это основная мышца, используемая для жевания, потому что она поднимает нижнюю челюсть (нижнюю челюсть), чтобы закрыть рот, и ей помогает мышца temporalis , которая втягивает нижнюю челюсть (рис. 20.6). Вы можете почувствовать движение височной мышцы, приложив пальцы к виску во время жевания.
Рис. 20.6. Мышцы, которые двигают нижнюю челюсть. Мышцы, которые двигают нижнюю челюсть, обычно расположены внутри щеки и происходят от отростков в черепе. Это дает мышцам челюсти большое усилие, необходимое для жевания. (кредит: Анатомия и физиология Openstax)
Мышцы шеи
Голова, прикрепленная к верхней части позвоночного столба, уравновешивается, перемещается и вращается мышцами шеи. Когда эти мышцы действуют односторонне, голова вращается.Когда они сокращаются с обеих сторон, голова сгибается или разгибается. Основная мышца, которая сгибается (например, голова сгибается, когда вы смотрите вниз) и вращает голову, — это грудинно-ключично-сосцевидная мышца (рис. 20.7). Положите пальцы на обе стороны передней части шеи и поверните голову влево и вправо. Вы почувствуете, что движение зарождается там.
Трапециевидная мышца расположена на задней части шеи и расширяет голову (при взгляде вверх голова расширяется).
Рисунок 20.7. Задний и боковой вид шеи. Поверхностные и глубокие мышцы шеи отвечают за движение головы, шейных позвонков и лопаток. (кредит: Анатомия и физиология Openstax)
Мышцы грудной полости
Мышцы груди служат для облегчения дыхания за счет изменения размера грудной полости. Когда вы вдыхаете, ваша грудь поднимается, потому что полость расширяется. С другой стороны, когда вы выдыхаете, ваша грудь опускается, потому что грудная полость уменьшается в размерах.
Изменение объема грудной полости при дыхании происходит из-за попеременного сокращения и расслабления диафрагмы (рисунки 20.8 и 20.9). Он разделяет грудную и брюшную полости и имеет куполообразную форму в состоянии покоя. Верхняя поверхность диафрагмы выпуклая, образуя приподнятый дно грудной полости. Нижняя поверхность вогнута, образуя изогнутую крышу брюшной полости.
Рисунок 20.8 Диафрагма (предоставлено Терезой Нотт — собственная работа, CC BY-SA 3.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=1101004)Рисунок 20.9 Диафрагма Диафрагма разделяет грудную и брюшную полости. (кредит: Анатомия и физиология Openstax)
Наружные мышцы , , , межреберные, (промежуточные между и — ребро означает ребро) мышцы расположены между ребрами (рис. 20.10). Основная роль межреберных мышц — помогать дыханию за счет изменения размеров грудной клетки. Наружные межреберные мышцы помогают вдыхать воздух во время дыхания, потому что, сокращаясь, они поднимают грудную клетку, что расширяет ее.
Рисунок 20.10 Межреберные мышцы Наружные межреберные мышцы расположены латерально по бокам тела. (кредит: Анатомия и физиология Openstax)
Мышцы брюшной стенки
Уравновесить тело на двух ногах и ходить в вертикальном положении — сложная задача. Мышцы позвоночника, грудной клетки и брюшной стенки растягиваются, сгибаются и стабилизируют различные части тела.
Прямая мышца живота мышцы (Рисунок 20.11) представляют собой пару длинных линейных мышц, которые увеличивают длину живота. Прямые мышцы живота сгибают туловище (например, когда вы приседаете). Каждая мышца сегментирована тремя поперечными полосами коллагеновых волокон, называемыми сухожильными пересечениями. В результате получается «пресс с шестью кубиками», поскольку каждый сегмент гипертрофируется у людей в спортзале, которые делают много приседаний.
На боковой стенке живота ближайшая к поверхности расположена внешняя косая мышца , а под ней — внутренняя косая мышца (рис.20.11). Обе эти мышцы сгибают туловище в стороны (наклоняются в стороны).
Рисунок 20.11. Мышцы живота (a) Передние мышцы живота включают расположенные медиально прямые мышцы живота, которые покрыты листом соединительной ткани, называемым влагалищем прямых мышц живота. На боках тела, медиальнее прямой мышцы живота, брюшная стенка состоит из трех слоев. Наружные косые мышцы образуют поверхностный слой, внутренние косые мышцы — средний слой, а поперечные мышцы живота — самый глубокий слой.(б) Мышцы нижней части спины перемещают поясничный отдел позвоночника, но также помогают в движениях бедра. (кредит: Анатомия и физиология Openstax)
Мышцы плеча
Большая грудная мышца толстая и веерообразная, покрывает большую часть верхней части передней (верхней) грудной клетки (рис. 20.12a). Он сгибает плечо (например, бросьте мяч снизу или поднимите ребенка). Дельтовидная мышца — толстая мышца, образующая округлые линии плеча (Рисунок 20.12б). Дельтовидная мышца отводит руку (рука отводится от тела, как если бы вы тянулись в сторону).
Рисунок 20.12 Мышцы, двигающие плечевую кость (a, c) Мышцы, которые перемещают плечевую кость кпереди, обычно расположены на передней стороне тела и берут начало от грудины (например, большой грудной мышцы) или передней стороны лопатки. (например, подлопаточная мышца). (b) Мышцы, которые перемещают верхнюю плечевую кость, обычно берут начало от верхних поверхностей лопатки и / или ключицы (например,г., дельтовидные мышцы). Мышцы, которые двигают нижнюю часть плечевой кости, обычно происходят из средней или нижней части спины (например, latissiumus dorsi). (d) Мышцы, которые перемещают плечевую кость кзади, обычно расположены на задней стороне тела и входят в лопатку (например, подостную мышцу). (кредит: Анатомия и физиология Openstax)
Мышцы рук
Двуглавая мышца плеча расположена на передней (передней) стороне руки и пересекает плечевой и локтевой суставы для сгибания локтя и предплечья (Рисунок 20.13). triceps brachii расположен на задней (задней) стороне руки и расширяет локоть и предплечье (рис. 20.13).
Рисунок 20.13. Мышцы, двигающие предплечье. Мышцы, берущие начало в плече, сгибаются, разгибаются, пронатают и супинируют предплечье. Мышцы, берущие начало в предплечье, приводят в движение запястья, руки и пальцы. (кредит: Анатомия и физиология Openstax)
Мышцы предплечья
Это несколько разных мышц сгибателей и разгибателей предплечья, но мы сгруппируем их вместе, потому что они имеют одинаковые действия.Сгибатели предплечья , сгибают запястье и пальцы, а разгибатели предплечья , разгибают запястье и пальцы (рисунок 20.13).
Мышцы бедра
Большая поясничная мышца и подвздошная мышца расположены на передней (передней) стороне бедра и составляют мышцу iliopsoas (рис. 20.14), которая сгибает бедро (например, когда вы двигаете ногу вперед, чтобы ударить по мячу, или когда вы поднимаете ногу, чтобы подняться на ступеньку). ягодичная мышца расположена на задней (задней) стороне бедра и составляет вашу ягодицу (рис.20.14 и 20.15). Он расширяет бедро (например, когда вы отводите ногу назад).
Рисунок 20.14 Мышцы бедра и бедра Большие и мощные мышцы бедра, которые двигают бедренную кость, обычно берут начало в тазовом поясе и переходят в бедренную кость. Мышцы, которые двигают голень, обычно берут начало на бедре и вставляются в кости коленного сустава. Передние мышцы бедра сгибают бедро. Задние мышцы бедра разгибают бедро. Комбинация ягодичных мышц и мышц бедра также приводит, отводит и вращает бедро и голень.(кредит: Анатомия и физиология Openstax)
Мышцы бедра
Расположенная на передней (передней) стороне бедра, четырехглавая мышца состоит из четырех мышц (прямая мышца бедра, латеральная широкая мышца бедра, медиальная широкая мышца бедра и промежуточная широкая мышца бедра) (рисунки 20.14 и 20.16). Общим для всех четырех сухожилий является сухожилие четырехглавой мышцы (сухожилие надколенника), которое входит в надколенник и продолжается под ним как связка надколенника. Связка надколенника прикрепляется к большеберцовой кости. Четырехглавая мышца разгибает колено (рис. 20.17).
Рисунок 20.16. Четырехглавая мышца бедра, вид спереди. (предоставлено BodyParts3D / Anatomography — BodyParts3D / Anatomography, CC BY-SA 2.1 jp, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=33808194) Рисунок 20.17 Четырехглавая мышца расширяет колено в картинка справа.Подколенные сухожилия сгибают колено слева. (Источник: автор не предоставлен машиночитаемым автором. Предполагается, что Джордж Степанек (на основании заявлений об авторских правах). — Машиночитаемый источник не предоставлен. Предполагается собственная работа (на основании заявлений об авторских правах)., CC BY-SA 3.0, https: // commons .wikimedia.org / w / index.php? curid = 42921)На задней (задней) стороне бедра подколенное сухожилие включает три длинные мышцы (двуглавая мышца бедра, полусухожильная и полуперепончатая) (рисунки 20.14 и 20.18) . Подколенные сухожилия сгибают колено (Рисунок 20.17).
Рисунок 20.18 Подколенное сухожилие, бедро сзади. (предоставлено BruceBlaus — собственная работа, CC BY-SA 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=44924608)Мышцы голени (голени)
tibialis anterior — длинная и толстая мышца на боковой поверхности большеберцовой кости (рис. 20.19), которая сгибает голеностопный сустав (например, когда вы указываете пальцами ног вверх по направлению к колену). На задней (задней) стороне икры наиболее поверхностной и видимой мышцей является икроножная мышца gastrocnemius (рис.20.19 и 20.20). Икроножная мышца расширяет лодыжку (например, когда вы опускаете пальцы ног вниз).
Рисунок 20.19 Мышцы голени Мышцы переднего отдела голени обычно отвечают за тыльное сгибание, а мышцы заднего отдела голени обычно отвечают за подошвенное сгибание. Боковые и медиальные мышцы в обоих отделах инвертируют, разворачивают и вращают стопу. (кредит: Анатомия и физиология Openstax)
По материалам Openstax Human Biology and Anatomy and Physiology
Биоинженерные скелетные мышцы человека, способные к функциональной регенерации | BMC Biology
Ярвинен Т.А., Ярвинен М., Калимо Х. Регенерация поврежденных скелетных мышц после травмы. Мышцы Связки Сухожилия J. 2013; 3: 337–45.
PubMed Статья Google ученый
Мауро А. Сателлитная клетка волокон скелетных мышц. J Biophys Biochem Cytol. 1961; 9: 493–5.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Lepper C, Partridge TA, Fan CM. Абсолютная потребность в pax7-положительных сателлитных клетках при регенерации скелетных мышц, вызванной острым повреждением. Разработка. 2011; 138: 3639–46.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Hindi SM, Kumar A. TRAF6 регулирует самообновление и функцию сателлитных стволовых клеток во время регенеративного миогенеза. J Clin Invest. 2016; 126: 151–68.
PubMed Статья Google ученый
Сил П., Сабурин Л.А., Гиргис-Габардо А, Мансури А., Грусс П., Рудницки М.А. Pax7 необходим для спецификации миогенных сателлитных клеток. Клетка. 2000; 102: 777–86.
CAS PubMed Статья Google ученый
Dumont NA, Wang YX, Rudnicki MA. Внутренние и внешние механизмы, регулирующие функцию сателлитных клеток. Разработка. 2015; 142: 1572–81.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Tian ZL, Jiang SK, Zhang M, Wang M, Li JY, Zhao R, et al. Обнаружение сателлитных клеток во время заживления ран скелетных мышц у крыс: зависимые от времени экспрессии Pax7 и MyoD в зависимости от возраста раны. Int J Legal Med.2016; 130: 163–72.
PubMed Статья Google ученый
Заммит П.С. Функция миогенных регуляторных факторов Myf5, MyoD, Myogenin и MRF4 в скелетных мышцах, сателлитных клетках и регенеративном миогенезе. Semin Cell Dev Biol. 2017; 72: 19–32.
CAS PubMed Статья Google ученый
Би П., Рамирес-Мартинес А., Ли Х., Каннавино Дж., Маканалли Дж. Р., Шелтон Дж. М. и др.Контроль мышечного образования с помощью миомиксера с микропептидами. Наука (80-). 2017; 356: 323–7.
CAS Статья Google ученый
Quinn ME, Goh Q, Kurosaka M, Gamage DG, Petrany MJ, Prasad V, et al. Миомергер индуцирует слияние нефузогенных клеток и необходим для развития скелетных мышц. Nat Commun. 2017; 8: 1–9.
Артикул CAS Google ученый
Миллей Д.П., О’Рурк Дж. Р., Сазерленд Л. Б., Безпрозванная С., Шелтон Дж. М., Бассел-Даби Р. и др. Миомакер — мембранный активатор слияния миобластов и формирования мышц. Природа. 2013; 499: 301–5.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Джо А.В., Йи Л., Натараджан А., Ле Гранд Ф, Со Л., Ван Дж. И др. Повреждение мышцы активирует резидентные фибро / адипогенные предшественники, которые способствуют миогенезу. Nat Cell Biol.2010; 12: 153–63.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Уэдзуми А., Фукада С., Ямамото Н., Такеда С., Цучида К. Мезенхимальные предшественники, отличные от сателлитных клеток, способствуют образованию эктопических жировых клеток в скелетных мышцах. Nat Cell Biol. 2010; 12: 143–52.
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
Merly F, Lescaudron L, Rouaud T, Crossin F, Gardahaut MF. Макрофаги усиливают пролиферацию мышечных сателлитных клеток и задерживают их дифференцировку. Мышечный нерв. 1999; 22: 724–32.
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
Сумман М., Уоррен Г.Л., Мерсер Р.Р., Чепмен Р., Халдерман Т., Ван Ройен Н. и др. Макрофаги и регенерация скелетных мышц: исследование истощения липосом, содержащих клодронат.Am J Physiol Regul Integr Comp Physiol. 2006; 290: R1488–95.
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
Сегава М., Фукада Ситиро, Ямамото Ю., Яхаги Х., Канемацу М., Сато М. и др. Подавление функций макрофагов ухудшает регенерацию скелетных мышц с тяжелым фиброзом. Exp Cell Res 2008; 314: 3232–3244.
Wosczyna MN, Konishi CT, Perez Carbajal EE, Wang TT, Walsh RA, Gan Q, et al.Мезенхимальные стромальные клетки необходимы для регенерации и поддержания гомеостаза скелетных мышц. Cell Rep. 2019; 27: 2029–2035.e5.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Манн С.Дж., Пердигеро Э., Харраз Й., Агилар С., Пессина П., Серрано А.Л. и др. Аберрантное восстановление и развитие фиброза в скелетных мышцах. Скелетная мышца. 2011; 1:21.
PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Олсон Л.Е., Сориано П. Повышенная активация PDGFRalpha нарушает развитие соединительной ткани и вызывает системный фиброз. Dev Cell. 2009; 16: 303–13.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Мюллер А.А., Ван Велтховен СТ, Фукумото К.Д., Чунг Т.Х., Рандо Т.А. Интронное полиаденилирование PDGFRα в резидентных стволовых клетках ослабляет мышечный фиброз. Nat Publ Gr. 2016; 540: 276–9.
CAS Google ученый
Fournier-Farley C, Lamontagne M, Gendron P, Gagnon DH. Детерминанты возвращения к игре после консервативного лечения травм подколенного сухожилия у спортсменов. Am J Sports Med. 2016; 44: 2166–72.
PubMed Статья Google ученый
Rose PE. Патология скелетных мышц, 2-е изд .: Карпентер С., Карпати Г. (140,00 фунтов стерлингов) Oxford University Press, 2001. ISBN 0 19 506364 3. Журнал клинической патологии. 2002; 55: 480.
Уэдзуми А., Ито Т., Морикава Д., Симидзу Н., Йонеда Т., Сегава М. и др. Фиброз и адипогенез происходят от общего мезенхимального предшественника в скелетных мышцах. J Cell Sci. 2011; 124 (Pt 21): 3654–64.
CAS PubMed Статья Google ученый
Белмонт П.Дж., МакКрискин Б.Дж., Зиг Р.Н., Буркс Р., Шенфельд А.Дж.. Боевые раны в Ираке и Афганистане с 2005 по 2009 год. J Trauma Acute Care Surg. 2012; 73: 3–12.
PubMed Статья Google ученый
Уитли Б.М., Хэнли М.Г., Вонг В.В., Сабино Дж.М., Поттер Б.К., Тинтл С.М. и др. Гетеротопическая оссификация после переноса тканей при околосуставных травмах с боевыми и ранеными комплексами. Plast Reconstr Surg. 2015; 136: 808e – 14e.
CAS PubMed Статья Google ученый
Wangensteen A, Tol JL, Witvrouw E, Van Linschoten R, Almusa E, Hamilton B, et al. Повторные травмы подколенного сухожилия возникают в том же месте и сразу после возвращения в спорт.Am J Sports Med. 2016; 44: 2112–21.
PubMed Статья Google ученый
Дхарм-Датта С., Макленаган Дж. Медицинские уроки, извлеченные из опыта США и Канады по лечению боевых раненых из Афганистана и Ирака. Армейский медицинский корпус JR. 2013; 159: 102–9.
PubMed Статья Google ученый
Фреклтон Г., Пиццари Т. Факторы риска травмы подколенного сухожилия в спорте: систематический обзор и метаанализ.Br J Sports Med. 2013; 47: 351–8.
PubMed Статья Google ученый
Fiore D, Judson RN, Low M, Lee S, Zhang E, Hopkins C, et al. Фармакологическая блокировка экспансии фибро / адипогенных предшественников и подавление регенеративного фиброгенеза связаны с нарушением регенерации скелетных мышц. Stem Cell Res. 2016; 17: 161–9.
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
Lemos DR, Babaeijandaghi F, Low M, Chang C-K, Lee ST, Fiore D, et al. Нилотиниб снижает мышечный фиброз при хроническом мышечном повреждении, способствуя TNF-опосредованному апоптозу фибро / адипогенных предшественников. Nat Med. 2015; 21: 786–94.
CAS PubMed Статья Google ученый
Agarwal S, Cholok D, Loder S, Li J, Breuler C, Chung MT, et al. Ингибирование mTOR и передача сигналов BMP действуют синергетически, уменьшая мышечный фиброз и улучшая регенерацию миофибрилл.JCI Insight. 2016; 1: 1–12.
Артикул Google ученый
ЕС. Директива 2010/63 / EU Европейского парламента и Совета от 22 сентября 2010 г. о защите животных, используемых в научных целях. Off J Eur Union. 2010; Л 276: 20.
Google ученый
Russell WMS, Burch RL, Hume CW. Принципы гуманной экспериментальной техники; 1959 г.
Google ученый
Агилар-Агон К.В., Кейпел А.Дж., Мартин Н.Р.У., игрок DJ, Льюис М.П. Механическая нагрузка стимулирует гипертрофию тканевых скелетных мышц: молекулярные и фенотипические реакции. J. Cell Physiol. 2019; 234: 23547–58.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Agrawal G, Aung A, Varghese S. Скелетные мышцы на чипе: модель in vitro для оценки образования тканей и повреждений.Лабораторный чип. 2017; 17: 3447–61.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Моримото Ю., Оноэ Х., Такеучи С. Биогибридный робот, питаемый антагонистической парой тканей скелетных мышц. Научный робот. 2018; 3: eaat4440.
Артикул Google ученый
Хуанг Ю.С., Деннис Р.Г., Ларкин Л., Баар К. Быстрое формирование функциональных мышц in vitro с использованием фибриновых гелей.J Appl Physiol. 2005; 98: 706–13.
PubMed Статья Google ученый
Ванденбург Х. Х., Карлиш П., Фарр Л. Поддержание высококонтрактильных тканевых культивированных скелетных миотрубок птиц в коллагеновом геле. In vitro Cell Dev Biol. 1988. 24: 166–74.
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
Xu B, Zhang M, Perlingeiro RCR, Shen W.Конструкции скелетных мышц, созданные из миогенных предшественников эмбриональных стволовых клеток человека, демонстрируют повышенные сократительные силы при дифференцировке в среде, содержащей добавки EGM-2. Adv Biosyst. 2019; 1
5: 1–11.
Google ученый
Маффиолетти С.М., Саркар С., Хендерсон А.Б.Х., Маннхардт И., Пинтон Л., Мойл Л.А. и др. Трехмерные искусственные скелетные мышцы человека, полученные на основе ИПСК, моделируют мышечные дистрофии и обеспечивают многолинейную тканевую инженерию.Cell Rep. 2018; 23: 899–908.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Рао Л., Цянь Й., Ходабукус А., Рибар Т., Бурзак Н. Конструирование плюрипотентных стволовых клеток человека в функциональную ткань скелетных мышц. Nat Commun. 2018; 9: 1–12.
Артикул CAS Google ученый
Madden L, Juhas M, Kraus WE, Truskey GA, Bursac N.Биоинженерные человеческие миобундлы имитируют клиническую реакцию скелетных мышц на лекарства. Элиф. 2015; 4: e04885.
PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Кейпел А.Дж., Римингтон Р.П., Флеминг Дж. У., Плеер Диджей, Бейкер Л.А., Тернер М.К. и др. Масштабируемые 3D-печатные формы для скелетных мышц, сконструированных из человеческих тканей. Фронт Bioeng Biotechnol. 2019; 7:20.
PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Ходабукус А., Мэдден Л., Прабху Н.К., Ковес Т.Р., Джекман С.П., Муойо Д.М. и др. Электростимуляция увеличивает гипертрофию и метаболический поток в тканевых скелетных мышцах человека. Биоматериалы. 2018; 2019 (198): 259–69.
Google ученый
Бакушли М.А., Липпманн Э.С., Малкахи Б., Айер Н., Нгуен СТ, Тунг К. и др. 3D-модель культуры иннервируемых скелетных мышц человека позволяет исследовать нервно-мышечные соединения взрослых.Элиф. 2019; 8: 1–29.
Google ученый
Флеминг Дж. У., Кейпел А. Дж., Римингтон Р. П., Плейер DJ, Штолзинг А., Льюис М. П.. Функциональная регенерация тканеинженерных скелетных мышц in vitro зависит от включения белков базальной мембраны. Цитоскелет. 2019; 76: 371–82.
CAS PubMed Статья Google ученый
Юхас М., Энгельмайр GCJ, Фонтанелла А.Н., Палмер Г.М., Бурзак Н.Биомиметически сконструированные мышцы, способные к интеграции сосудов и функциональному созреванию in vivo. Proc Natl Acad Sci U S. A. 2014; 111: 5508–13.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Джухас М., Абуталеб Н., Ван Дж. Т., Йе Дж., Шейх З., Сриворарат С. и др. Включение макрофагов в сконструированные скелетные мышцы способствует усиленной регенерации мышц. Nat Biomed Eng. 2018; 2: 942–54.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Tiburcy M, Markov A, Kraemer LK, Christalla P, Rave-Fraenk M, Fischer HJ, et al. Регенерация компетентных ниш сателлитных клеток в скелетных мышцах крыс. FASEB BioAdvances. 2019; 1: 731–46.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Джухас М., Абуталеб Н., Ван Дж. Т., Йе Дж., Шейх З., Сриворарат С. и др. Включение макрофагов в сконструированные скелетные мышцы способствует усиленной регенерации мышц.Nat Biomed Eng. 2018; 2: 942-54.
Харди Д., Беснар А., Латиль М., Джувион Дж., Бриан Д., Тепенье С. и др. Сравнительное исследование моделей травм для изучения регенерации мышц у мышей. PLoS One. 2016; 11: e0147198.
PubMed PubMed Central Статья CAS Google ученый
Раджабиан Н., Асмани М., Шахини А., Видиам К., Чоудхури Д., Нгуен Т. и др. Биоинженерные скелетные мышцы как модель старения и регенерации мышц.Tissue Eng Part A. 2020; впереди печати.
Брэди М.А., Льюис М.П., Мудера В. Синергия между миогенными и немиогенными клетками в трехмерной тканевой конструкции черепно-лицевой скелетной мускулатуры. J Tissue Eng Regen Med. 2008; 2: 408–17.
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
Afshar ME, Abraha HY, Bakooshli MA, Davoudi S, Zandstra PW, Gilbert PM. 96-луночная платформа для культивирования позволяет проводить продольный анализ прочности микротканей сконструированных скелетных мышц человека.Sci Rep. 2020; 10: 1–16.
Артикул CAS Google ученый
Martin NRW, Passey SL, Player DJ, Mudera V, Baar K, Greensmith L, et al. Формирование нервно-мышечных соединений в тканеинженерных скелетных мышцах усиливает сократительную функцию и улучшает организацию цитоскелета. Tissue Eng Часть A. 2015; 21: 2595–604.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Jiwlawat S, Lynch E, Glaser J, Smit-Oistad I, Jeffrey J, Van Dyke JM и др. Дифференциация и образование саркомеров в скелетных миоцитах, полученных непосредственно из индуцированных человеком плюрипотентных стволовых клеток с использованием сферической культуры. Дифференциация. 2017; 96: 70–81.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Shaban S, El-Husseny MWA, Abushouk AI, Salem AMA, Mamdouh M, Abdel-Daim MM. Влияние антиоксидантных добавок на выживаемость и дифференцировку стволовых клеток.Oxidative Med Cell Longev. 2017, Идентификатор статьи 5032102, 16 страниц ..
Сайни А., Руллман Э., Лилия М., Мандич М., Мелин М., Олссон К. и др. Асимметричные клеточные ответы в первичных миобластах человека с использованием сывороток различного происхождения и спецификации. PLoS One. 2018; 13: 1–16.
Google ученый
Wu YJ, Fang YH, Chi HC, Chang LC, Chung SY, Huang WC, et al. Инсулин и LiCl синергетически спасают миогенную дифференцировку сверхэкспрессированных миобластов FoxO1.PLoS One. 2014; 9, e88450.
Bloise FF, Cordeiro A, Ortiga-Carvalho TM. Роль гормона щитовидной железы в физиологии скелетных мышц. J Endocrinol. 2018; 236: R57–68.
PubMed Статья Google ученый
Muscat GEO, Mynett-johnson L, Dowhan D, Downes M, Griggs R. Активация транскрипции гена myoD 3,5,3′-трийод-L-тиронином: прямая роль гормона щитовидной железы и рецепторы ретиноидов X. Nucleic Acids Res.1994; 22: 583–91.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Доунс М., Григгс Р., Аткинс А., Олсон Э.Н., Маскат ГЕО. Идентификация элемента ответа на гормон щитовидной железы в гене миогенина мыши: характеристика гетеродимерного сайта связывания гормона щитовидной железы и рецептора ретиноида X. Рост клеток различается. 1993; 4: 901–10.
CAS PubMed Google ученый
Ким Й.Дж., Тамадон А., Пак Х.Т., Ким Х., Ку С-Й. Роль половых стероидных гормонов в патофизиологии и лечении саркопении. Osteoporos Sarcopenia. 2016; 2: 140–55.
PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Браун Т.П., Маркс ДЛ. Регулирование мышечной массы эндогенными глюкокортикоидами. Front Physiol. 2015; 6: 1–12.
Артикул Google ученый
Дас М., Рамси Дж. У., Бхаргава Н., Грегори С., Ридель Л., Канг Дж. Ф. и др. Разработка новой модели дифференцировки скелетных мышц на бессывороточной культуре клеток путем систематического изучения роли различных факторов роста в формировании мышечной трубки. In vitro Cell Dev Biol Anim. 2009. 45: 378–87.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Yablonka-Reuveni Z, Rivera AJ. Временная экспрессия регуляторных и структурных мышечных белков во время миогенеза сателлитных клеток на изолированных волокнах взрослых крыс.Dev Biol. 1994; 164: 588–603.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Клегг CH, Linkhart TA, Olwin BB, Hauschka SD. Контроль фактора роста дифференцировки скелетных мышц: обязательство к терминальной дифференцировке происходит в фазе G1 и подавляется фактором роста фибробластов. J Cell Biol. 1987; 105: 949–56.
CAS PubMed Статья Google ученый
Аллен Р.Э., Додсон М.В., Луитен Л.С. Регулирование пролиферации сателлитных клеток скелетных мышц фактором роста фибробластов гипофиза крупного рогатого скота. Exp Cell Res. 1984; 152: 154–60.
CAS PubMed Статья Google ученый
Lexell J, Taylor CC. Вариабельность площадей мышечных волокон в четырехглавой мышце человека: эффекты увеличения возраста. J Anat. 1991; 174: 239–49.
CAS PubMed PubMed Central Google ученый
Snow MH. Распределение сателлитных клеток в камбаловидной мышце взрослой мыши. Анат Рек. 1981; 201: 463–9.
CAS PubMed Статья Google ученый
Lindström M, Tjust AE, Domellöf FP. Pax7-позитивные клетки / сателлитные клетки в экстраокулярных мышцах человека. Исследование Ophthalmol Vis Sci. 2015; 56: 6132–43.
Артикул Google ученый
Macaluso F, Brooks NE, Niesler CU, Myburgh KH.На расширение пула сателлитных клеток влияют характеристики скелетных мышц. Мышечный нерв. 2013; 48: 109–16.
CAS PubMed Статья Google ученый
Moss FP, Leblond CP. Клетки-сателлиты как источник ядер в мышцах растущих крыс. Анат Рек. 1971; 170: 421–35.
CAS PubMed Статья Google ученый
Куанг С., Курода К., Ле Гранд Ф, Рудницки М.А.Асимметричное самообновление и обязательство сателлитных стволовых клеток в мышцах. Клетка. 2007; 129: 999–1010.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Куанг С., Гиллеспи М.А., Рудницки М.А. Регулирование ниши самообновления и дифференцировки мышечных сателлитных клеток. Стволовая клетка. 2008; 2: 22–31.
CAS PubMed Статья Google ученый
Линь Л., Шен К., Ленг Х, Дуан Х, Фу Х, Ю. С. Синергетическое ингибирование образования эндохондральной кости путем подавления Hif1α и Runx2 при гетеротопической оссификации, вызванной травмой. Mol Ther. 2011; 19: 1426–32.
CAS PubMed PubMed Central Статья Google ученый
Dammone G, Karaz S, Lukjanenko L, Winkler C, Sizzano F, Jacot G, et al. PPARγ контролирует эктопический адипогенез и перекрестно взаимодействует с миогенезом во время регенерации скелетных мышц.Int J Mol Sci. 2018; 19: 1–17.
Артикул CAS Google ученый
Сингх Дж., Верма Н.К., Канзагра С.М., Кейт Б.Н., Дей К.С. Измененная экспрессия PPARγ ингибирует миогенную дифференцировку в клетках скелетных мышц C2C12. Mol Cell Biochem. 2007; 294: 163–71.
CAS PubMed Статья Google ученый
Римингтон Р., Кейпел А.Дж., Флеминг Дж., Игрок Д., Мудера В., Джонс Дж. И др.Съемная вставка 50 мкл FDM. 2018; https://doi.org/10.17028/rd.lboro.6969707.v1.
Google ученый
Hayot M, Michaud A, Koechlin C, Caron MA, LeBlanc P, Préfaut C, et al. Микробиопсия скелетных мышц: валидационное исследование минимально инвазивной техники. Eur Respir J. 2005; 25: 431–40.
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
Illa I, Леон-Монзон М, Далакас MC. Регенерирующие и денервированные мышечные волокна и сателлитные клетки человека экспрессируют молекулу адгезии нервных клеток, распознаваемую моноклональными антителами к естественным клеткам-киллерам. Энн Нейрол. 1992; 31: 46–52.
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
Римингтон Р.П., Кейпел А.Дж., Кристи СДР, Льюис М.П. Биосовместимые полимеры, напечатанные на 3D-принтере: моделирование методом слитого осаждения, прямой клеточный фенотип C2C12 in vitro.Лабораторный чип. 2017; 17: 2982–93.
CAS Статья Google ученый
Morton AB, Norton CE, Jacobsen NL, Fernando CA, Cornelison DDW, Segal SS. Хлорид бария повреждает миофибриллы посредством протеолиза, индуцированного кальцием, с фрагментацией двигательных нервов и микрососудов. Скелетная мышца. 2019; 9: 1–10.
Артикул CAS Google ученый
Schindelin J, Arganda-Carreras I, Frize E, Kaynig V, Longair M, Pietzsch T., et al.Фиджи: платформа с открытым исходным кодом для анализа биологических изображений. Nat Meth. 2012; 9: 676–82.
CAS Статья Google ученый
Schmittgen TD, Livak KJ. Анализ данных ПЦР в реальном времени методом сравнительной КТ. Nat Protoc. 2008; 3: 1101–8.
CAS PubMed Статья PubMed Central Google ученый
Muscle Science
Ходить, бегать, прыгать, растягиваться, зевать, жевать, дотягиваться, хватать: трое ученых исследуют молекулярные механизмы, которые делают все это возможным.
Май 2011 г. — Попай восхищался своим «огромным количеством мускулов». Арнольд Шварценеггер не был бы Арнольдом, если бы не его пухлые груди. Тем не менее, хотя мы удивляемся выпуклым предплечьям и шести кубиковому прессу, мышцы все еще ставят биологов перед многими нерешенными вопросами, такими как конкретные детали того, как они формируются и почему атрофируются.
В Johns Hopkins три исследователя изучают эти вопросы, используя три совершенно разных подхода.
Подосомы из фиолетовой мигрирующей клетки (справа) проникают на территорию серой неподвижной клетки.Слияние мышц
Мышцы могут быть наиболее общими клетками. В отличие от большинства других типов клеток, клетки скелетных мышц, известные как миобласты, сливаются во время развития, объединяют содержимое своей цитоплазмы и образуют одну гигантскую клетку (мышечное волокно), содержащую несколько ядер. «Слияние миобластов позволяет сотням или даже тысячам отдельных мышечных клеток координировать свои функции как единого целого», — говорит Элизабет Чен, доцент кафедры молекулярной биологии и генетики.Эта большая многоядерная единица может затем действовать как мощный сократительный механизм.
Чен фокусируется на молекулярных принципах и причинах этого необычного процесса, используя развивающийся эмбрион плодовой мухи в качестве модельной системы.
Исследователям известно, что в слияние миобластов у плодовой мушки участвуют два типа клеток: неподвижная клетка, которая остается в фиксированном положении во время соединения двух клеток, и мигрирующая клетка, которая приближается к неподвижной клетке и прикрепляется к ней. . Но более подробные механизмы, по словам Чена, были «черным ящиком».
Чен, однако, недавно выяснил важную часть тайны, используя как световую, так и электронную микроскопию. Ее 20-минутная видеозапись процесса показывает инвазивную структуру, выступающую из мембраны мигрирующей клетки, когда клетка приближается к неподвижной клетке. Исследования с помощью электронной микроскопии также показали, что пальцевидные выступы, которые Чен называет подосомами, проникают внутрь неподвижной клетки. «Это похоже на то, как маленькая рука тянется к мембране другой клетки», — говорит Чен.
Что касается мигрирующей клетки, она, по-видимому, образует кольцо или уплотнение в виде прокладки вокруг каждой подосомы. Две клеточные мембраны в этих областях затем сливаются, образуя одну.
Чен считает, что мышечные клетки человека используют аналогичный механизм для слияния клеток, поскольку большинство молекулярных компонентов, обнаруженных у мух, также обнаруживаются в клетках человека.
Хотя ее работа сосредоточена на фундаментальной биологии, Чен говорит, что ее открытия однажды могут помочь клиницистам улучшить определенные виды терапии стволовыми клетками, предназначенные для лечения пациентов с мышечной дистрофией.После того, как они введены пациенту, мышечные стволовые клетки должны будут слиться, чтобы сформировать мышечные волокна. Понимание нормального механизма может помочь клиницистам повысить эффективность слияния клеток при лечении стволовыми клетками.
«Могучие мыши» (справа) лишены гена миостатина, что дает им мускулы вдвое больше, чем обычно.Деактивация мышечного гена в поисках терапии
В 1997 году профессор молекулярной биологии и генетики Се-Джин Ли привлек внимание всего мира, создав особую породу «могучих мышей», деактивировав ген, называемый миостатином.Мышцы лабораторных мышей были вдвое больше, чем обычно. Хотя это открытие вызвало интерес у многих начинающих бодибилдеров, Ли говорит, что его интересует не мышечная эстетика, а понимание базовой биологии гена и белка миостатина и изучение того, как использовать эти знания, чтобы принести пользу пациентам с мышечной дистрофией, возрастной мышечной массой. выпадение и другие мышечные заболевания.
Итак, последние 14 лет он сосредоточился на понимании того, как белок миостатин взаимодействует с другими белками в том, что кажется сложным сигнальным путем.И он провел десятки экспериментов, направленных на выявление лекарств, которые могут ингибировать миостатин.
Миостатин похож на полицию тела, говорит Линь; его работа — контролировать рост мышц. Итак, теоретически ингибирование миостатина или других белков пути миостатина позволит мышцам расти больше и, возможно, компенсировать потерю мышц при таких заболеваниях, как мышечная дистрофия.
«Фармацевтика очень заинтересована в реализации этой стратегии», — говорит Ли. По крайней мере пять компаний провели или проводят клинические испытания ингибиторов миостатина.
Одной из наиболее перспективных, по мнению Ли, является протеиновая терапия, разработанная Acceleron Pharma. Исследуемый препарат основан на молекуле, созданной Ли, которая, как он показал, значительно ускорила рост мышц у мышей. Теперь Acceleron провела фазу 1 испытаний своего продукта у женщин в постменопаузе и продемонстрировала, что исследуемый препарат увеличивает мышечную массу во всем теле. Компания также начала 2-ю фазу испытаний препарата на мальчиках с мышечной дистрофией Дюшенна, но преждевременно прекратила испытания, так как у некоторых пациентов развились носовые кровотечения и другие незначительные кровотечения.Компания планирует решить эти проблемы и запустить новое исследование.
«Результаты этапа 1 довольно впечатляющие, — говорит Ли. Однако он осторожен. Исследование фазы 1 было разработано для проверки безопасности препарата на здоровых добровольцах, а не его терапевтического потенциала. При мышечной дистрофии мышечные волокна хрупкие и более подвержены повреждениям. Таким образом, создание более крупных версий этих волокон может компенсировать или не компенсировать их слабость.
Только исследование фазы 2, проведенное Acceleron или другой компанией, продемонстрирует, может ли ингибирование миостатина улучшить мышечную функцию у пациентов с мышечной дистрофией Дюшенна.До тех пор Ли по-прежнему надеется, что ингибиторы миостатина могут иметь некоторую терапевтическую ценность, если не в качестве лечения мышечной дистрофии. По его словам, миостатин играет центральную роль в регуляции роста мышц. «Трудно представить, что ингибитор миостатина не поможет при некоторых заболеваниях».
Исследователь держит суслика.Улики от белок
С ноября по апрель Ронни Кон держит в холодильниках своей лаборатории кое-что необычное: зимующих сусликов.Низкие температуры в холодильнике побуждают животных переходить в естественный цикл гибернации.
Весной, когда белки пробуждаются от зимней спячки, Кон изучает биологию их мускулов.
Животные помогают выяснить молекулярные механизмы, лежащие в основе атрофии мышц, говорит Кон, доцент кафедры педиатрии, неврологии и Института генетической медицины МакКьюзика-Натанса. Мышцы сжимаются и ослабевают, если их не тренировать. Потеря мышечной массы также возникает при некоторых заболеваниях и является неизбежным следствием старения.Возрастная потеря мышечной массы или саркопения поражает 40 процентов людей в возрасте 80 лет и старше. Такая уязвимость увеличивает риск падений и представляет собой серьезную проблему для общественного здравоохранения, стоимость которой, согласно одному анализу, составила 18,5 миллиардов долларов в 2000 году.
Суслики, однако, нарушают правило, согласно которому мышцы уменьшаются, если их не использовать. «В течение шести месяцев они не ходят, не едят и не пьют, — говорит Кон. «А потом они просыпаются, ходят и прыгают, как будто ничего не произошло».
В своих измерениях различных связанных с мышцами генов и белков у белок, выходящих из спячки, Кон обнаружил, что молекулярные профили животных аналогичны тем, которые наблюдаются у спортсменов на выносливость, таких как марафонцы, и у спортсменов, которые занимаются спортом, требующим силы, такие как тяжелоатлеты.«Оказывается, это невероятно отлаженная система многих путей», — говорит он.
Дальнейшее освещение этих путей могло бы помочь ученым найти способы имитировать их особенности у пациентов, ищущих лечение потери мышечной массы.
Такие исследования станут только более важными по мере старения населения, добавляет Кон, и все больше из нас видят, что наше некогда подтянутое телосложение ухудшается. Папайи и Арнольды мира не останутся любителями навсегда. Возможно, однажды медицина предложит им и всем нам новые стратегии сохранения здоровья и силы мышц даже с возрастом.
—Мелисса Хендрикс
* Ронни Кон покинул Университет Джона Хопкинса в конце 2012 года.
Истории по теме:
Се-Джин Ли о миостатине и росте мышц
Исследователи Хопкинса раскрыли ключевую часть старой тайны образования мышц
Поддержание мышечной массы
«Могучие мыши» стали сильнее
Мышечные клетки мачо пробиваются к слиянию
«Слитный» белок, обнаруженный исследователями Джонса Хопкинса
Расширяя границы
Курс биологии мышц | Наука движения
Понимание биологии человекаЭтот курс познакомит вас с биологическими основами движения.Начнем со структуры и функции нервов и нервной системы, а затем перейдем к анатомии скелетных мышц. Затем вы разовьете понимание того, как работают мышцы, какие типы движений доступны и как эти движения создаются. Затем курс подробно изучает природу мышечной выносливости, силы и гибкости, вводя практические навыки, которые вы можете применить к своим клиентам (или себе!).
Развивайте четкое понимание того, как создается и поддерживается движение.
Обычный
СТРУКТУРА КУРСА
Всего 8 уроков:
1. Как работают нервы
- Строение нервной системы
- Нейронная функция
- Анатомия нейронов
- Как мышцы работают с нервами
- Основные функции кузова
2. Нервы и двигательные навыки
- Обзор
- Синапсы
- Нейротрансмиттеры
- Нейронные схемы
- Наука моторики
- Как развивается моторика
- Физиология центральной нервной системы
- Гомеостатическая рефлекторная дуга
- Спинной мозг и спинномозговые нервы
- Центральные сенсомоторные программы
3.Скелетная мышца
- Скелет
- Как формируются кости
- Анатомия кости
- Переломы и заживление переломов
- Виды костей
- Костные суставы
- Скелетные мышцы
- Гладкая мышца
- Поперечно-поперечно-произвольная мышца
- Сердечная мышца
- Взаимосвязь между мышцами и скелетом
4.Мышечная организация
- Части мышечной системы: сухожилия, глубокая фасция, эпимизий и т. Д.
- Типы мышечных волокон
- Типы мышц: поперечно-полосатая, гладкая, сердечная
- Типы скелетных мышц: медленные окислительные, быстрые гликолевые и т. Д.
- Какая мышца вызывает какое движение
5. Мышечные движения
- Как движутся мышцы
- Как скелетные мышцы производят движение
- Как рычаги используются для движения мышц
- Групповые действия
- Терминология
- Группы мышц и движения
6.Мышечное развитие
- Мышечная функция тела
- Энергетические системы
- Мышечная сила
- Мышечная выносливость
7. Гибкость мышц
- Введение
- Гибкость
- Возбуждение сокращения мышцы
- Различные уровни гибкости
- Внутренняя гибкость
- Внешняя гибкость
- Осанка
- Гравитационная опора
- Чистое движение
- Преимущества осанки
- Хорошая осанка
- Постуральные механизмы
- Медленно и быстро сокращающиеся мышцы
- Обратная связь нервной системы
- Улучшение осанки
- Эргономика
ОБЗОР РАЗРАБОТАННЫХ КОМПЕТЕНЦИЙ
После успешного завершения курса вы сможете пройти следующие
- Объясните, как нервы вызывают реакции в организме человека.
- Объясните, как нервная система влияет на двигательные навыки.
- Объясните функцию и структуру скелетных мышц в организме человека.
- Опишите организацию мышечной ткани человеческого тела.
- Опишите механику мышечного движения.
- Объясняет развитие мышечной силы и мышечной выносливости.
- Выбор упражнений на гибкость мышц.
- Объясните значение мышц для осанки и общего самочувствия.
ЧТО ПРЕДНАЗНАЧЕН КУРС
Вот лишь некоторые из вещей, которыми вы можете заниматься:
- Нарисуйте поперечный разрез спинного мозга и пометьте анатомические части.
- Объясните, что происходит, когда по центральной нервной системе посылается электрический стимул, с помощью иллюстрации и обозначения рефлекторной дуги.
- Объяснять нерв к нервным синапсам во время определенного движения тела.
- Объясните активность мышечно-нервных соединений во время определенного движения тела.
- Объясните, как действуют проприорецепторы во время определенного движения тела.
- Объясните процессы, происходящие в нервной системе при движении определенной мышцы.
- Объясните функционирование следующих различных сенсорных рецепторов:
- Различают функции следующих различных нейроглий:
- Астроцитов
- Олигодендроцитов
- Микроглия
- Эпендимальные клетки
- нейролеммоцитов
- Сателлитные ячейки
- Объясните, как функции разных частей мозга влияют на разные конкретные мышечные движения в теле.
- Объясните, как организм усваивает определенный произвольный навык.
- Объясните эффект подавления, который проявляется через мозжечок.
- Объясните, как тело воспринимает скорость через нервную систему.
- Объясните работу сухожилий во время определенного движения конечности.
- Сравните моторную функцию с сенсорными волокнами в нервах, снабжающих мышцы.
- Сравните различия в структурных характеристиках красных и белых мышечных волокон.
- Обобщение событий, происходящих во время мышечного сокращения, на микроскопическом уровне.
- Объясните, как двигаются мышцы руки, когда вы берете теннисный мяч.
- Подготовьте схемы, показывающие мышцы спины, которые обеспечивают поддержку и движение позвоночника.
- Объясните значение этих мышц для здоровья, благополучия и подвижности.
- Объясните принцип действия рычагов, связанный с наблюдаемым мышечным движением.
- Объясните принцип моментов, связанных с наблюдаемым мышечным движением.
- Объясните мышечные движения, которые происходят у наблюдаемых субъектов при использовании трех различных типов тренажеров.
- Объясните три различных движения тела с точки зрения работы разных костей, мышц и нервов; включая движение конечности в упражнении, сгибание спины и движение одной руки.
- Различают изотонические, изометрические, эксцентрические и изокинетические сокращения.
- Перечислите способы поддержания и увеличения силы.
- Перечислите способы сохранения и увеличения выносливости.
- Объясните три различных физиологических изменения, сопровождающих увеличение силы.
- Объясните принцип перегрузки, связанный с развитием мышц.
- Объясните биологические процессы, влияющие на силу и выносливость спортсмена, наблюдаемого и опрошенного вами.
- Сравните статическую и динамическую гибкость наблюдаемого вами человека.
- Объясните структурные ограничения гибкости у трех разных людей разного возраста.
- Перечислите способы развития гибкости у конкретного человека.
- Объясните взаимосвязь между гибкостью и аспектами производительности в конкретном примере.
- Разработайте программу упражнений для развития / поддержания гибкости человека.
- Отправляйте фотографии вместе с комментариями по осанке каждого человека, которого вы изучали. Прокомментируйте возраст, пол и профессию каждого из этих людей. Как осанка может повлиять на общее самочувствие, включая артрит и боли в спине.
НАУЧИТЕСЬ ПОНИМАТЬ ХОРОШУЮ ПОЗУ?
Поза — это положение или способ удержания тела; или физическая позиция, которую принимает тело.Если тело имеет хорошую осанку, оно занимает позицию или положение, которое является предпочтительным — любое напряжение или статическое давление на мышцы будет уравновешено, поэтому чрезмерные и, возможно, повреждающие силы не действуют на какую-либо одну часть тела в большей степени, чем на любую другую. .Если необходимо поддерживать астатическую или неподвижную безопорную позу в течение длительного периода, должны быть выполнены следующие условия равновесия:
Гравитационная опора
Определите центр тяжести тела, затем проведите вертикальную линию от этой точки до земли или пола.Эта линия должна проходить через опорную основу тела. Например; если стоит — ноги; если сидишь — на четырех ножках стула. Если этого не произойдет, тело упадет.
Чистое движение
Чистое движение или крутящий момент при каждом движении тела должен быть равен нулю. Если этого не произойдет, тело может разрушиться в суставах. Крутящий момент рассчитывается путем умножения силы на пройденное расстояние. Мышцы никогда не работают в одиночку: несколько всегда работают одновременно; и чтобы поддерживать равновесие, разные мышцы должны прилагать равное количество крутящего момента в противоположных направлениях.
Преимущества осанки
Хорошая осанка предполагает тренировку вашего тела стоять, ходить, сидеть и лежать в положениях, где наименьшая нагрузка оказывается на поддерживающие мышцы и связки во время движения или нагрузок.
К преимуществам правильной осанки относятся:
- Сохраняет правильное положение костей и суставов, чтобы мышцы использовались правильно.
- Помогает уменьшить чрезмерный износ суставных поверхностей, который может привести к артриту.
- Снижает нагрузку на связки, скрепляющие суставы позвоночника.
- Предотвращает фиксацию позвоночника в неправильном положении.
- Предотвращает усталость, поскольку мышцы используются более эффективно, позволяя организму использовать меньше энергии.
- Предотвращает перенапряжение или чрезмерное использование.
- Предотвращает боли в спине и мышцах.
- Способствует хорошему внешнему виду.
Стоять
Люди не будут стоять полностью неподвижно в течение длительного времени, если им позволено действовать естественно: естественная поза включает частые, хотя и легкие движения, возможно, шаркающие ноги или раскачивание взад и вперед.Одно исследование показало, что средняя поза длилась всего 30 секунд, прежде чем человек перешел в немного другое положение.
Лежа
Лежание на боку оказывает большее давление на диски позвоночника, чем лежа на спине, потому что ширина плеч и бедер заставляет позвоночник провисать посередине или сгибаться. Точно так же мягкий матрас, который провисает, также может вызвать искривление позвоночника, оказывая повышенное давление на межпозвоночные диски. Однако некоторые люди, страдающие от болей в спине, утверждают, что жесткие кровати на самом деле усугубляют их проблемы, что кажется противоречивым.Лежа с поднятыми ногами увеличивает кровообращение, возвращающееся к сердцу по венам. Считается, что это хорошее положение, когда бедра и колени согнуты примерно до 450 градусов.
Сколько времени потребуется, чтобы пройти курс?
Это, очевидно, варьируется от студента к студенту. У некоторых студентов будет больше времени для учебы, чем у других. Некоторые студенты могут работать быстрее, чем другие, так что это индивидуальный вопрос. По нашим оценкам, большинству студентов потребуется, например, 4–6 месяцев для прохождения 100-часового индивидуального модуля, но мы даем вам до 12 месяцев на его выполнение.
скелетных мышц: происхождение и особенности | Ткани | Человек
В этой статье мы обсудим: — 1. Распределение скелетных мышц 2. Происхождение и развитие скелетных мышц 3. Особенности 4. Гистологическое строение 5. Кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и нервы.
Распределение скелетных мышц :Скелетные (произвольные и поперечно-полосатые) мышечные волокна представляют собой многоядерные цилиндрические структуры с четко выраженными продольными и поперечными бороздками.Эта мышечная ткань отвечает за произвольное движение живой системы. Он может выполнять работы как быстрого, мощного сокращения, так и продолжительного медленного устойчивого тонического сокращения.
Скелетные мышцы в большинстве случаев прикреплены к костным тканям (костям), иннервируются соматическими нервами, через которые осуществляется волевое управление. В свежем состоянии скелетные мышцы человека имеют розовый цвет из-за наличия мышечных пигментов и высокой васкуляризации. Из-за разницы в цвете есть красные и белые (или бледные) мышцы.
Происхождение и развитие скелетных мышц :Скелетная мышца развивается из твердой массы мезодерм (миотомов), за исключением мышцы головы, которая развивается из рыхлой мезенхимы.
Клетки, дающие начало мышечной ткани, называются миобластами. В миотоме они имеют правильную цилиндрическую форму, но постепенно они становятся удлиненными, веретенообразными, параллельными пучками и, в конечном итоге, многоядерными миофибриллами с характерным поперечным рисунком.
Существует три теории возникновения многоядерных клеток скелетных мышц:
1. Миобласты сливаются вместе в процессе развития мышечного волокна, что было подтверждено многими с помощью электронной микрографии (наблюдаемой при развивающемся миотоме личинок амфибий).
2. В процессе развития волокна (клетки) скелетных мышц ядро размножается за счет митотического деления, но цитоплазма не делится соответственно.
3. Могут выполняться оба процесса, описанные в пунктах (1) и (2). На ранней стадии развития скелетных мышц млекопитающих ядро мышечного волокна перемещается к периферии от центра клетки, чтобы разместить миофибриллы в центральном ядре.
Характеристики скелетных мышц :Скелетные мышцы, название происходит от этого названия, почти во всех случаях прикрепляются к кости с помощью сухожилий. Сухожилие состоит из плотно упакованной белой волокнистой (неэластичной) соединительной ткани.В точке соединения волокно сухожилия прикрепляется к сарколемме мышечных волокон, которая снова окружена ареолярной тканью, чтобы укрепить соединение (рис. 1.51).
Как и другие мышцы, скелетная мышца поддерживается различными соединительными тканями. Эпимизий, соединительнотканная оболочка, является самым внешним покровом для каждой всей массы скелетных мышц (рис. 1.62).
Вся мышечная масса разделена на более мелкие пучки, пучки, ограниченные перимизием, соединительноткаными перегородками (рис.1,62). Каждый пучок снова состоит из мышечного волокна (структурной единицы), заключенного в тонкую ареолярную соединительнотканную оболочку, эндомизий (рис. 1.62).
Каждое мышечное волокно (клетка) состоит из множества мышечных фибрилл или миофибрилл. Рядом с каждым мышечным волокном вместе с эндомизием виден кровяной капилляр. Содержание соединительной ткани в различных мышцах широко варьируется. Наибольшая доля соединительной ткани приходится на мышцы, отвечающие за тонкие и точные движения.
Гистологическая структура мышечных волокон :Волокна скелетных мышц представляют собой цилиндрические удлиненные клетки с множеством ядер.
Протяженность мышечных волокон в основной массе может быть от:
(i) Один конец в другой,
(ii) Один конец где-то на полпути, или
(iii) Оба конца мышцы не имеют прикрепления ни с одной стороны. Длина и ширина мышечного волокна варьируются от 1.От 0 до 4,0 мм и от 0,01 мм (10 мкм) до 0,1 мм (100 мкм) соответственно.
Хотя волокна разного размера в одной и той же мышце, все же существует некоторая корреляция между объемом работы, которую должна выполнять мышца, и толщиной и размером волокон. Толщина также зависит от степени питания человека. Рост мышц при систематических упражнениях происходит за счет увеличения общего объема волокон и улучшения кровоснабжения, а не за счет увеличения количества волокон.
Прозрачная клеточная стенка (рис.1.65) мышечного волокна называется сарколеммой. Под световым микроскопом это видно, когда дразнят свежие мышечные волокна. Электронная микрофотография показывает, что она состоит не только из плазмалеммы, но и из внешнего слоя аморфного материала, похожего на базальную мембрану.
Этот аморфный слой пронизан сетчатыми волокнами и окружен ими. Плазмалемма имеет такую же структуру, как и у любой другой клетки, то есть два белковых слоя, вмещающие один липидный толщиной 100 A.Внутри плазмалеммы несколько удлиненных ядер и поперечно-полосатые миофибриллы (пучки миофиламентов) встроены в саркоплазму (во многих отношениях цитоплазму любой другой клетки).
Саркоплазма содержит другие компоненты, как и любая другая клетка, например, многочисленные митохондрии (иногда называемые саркосомами), небольшой аппарат Гольджи возле каждого ядра, миоглобин (белковый пигмент), липид, гликоген, саркоплазматический ретикулум (эндоплазматический ретикулум в случае другие ткани) и т. д.Волокна, которые богаче саркоплазмой, темнее по цвету и наоборот.
Миофибриллы (рис. 1.62):
Характерные черты скелетных мышц, чередование светлых и темных оттенков (поперечные полосы) и толстые продольные тяжи могут быть изучены с помощью светового микроскопа. Электронная микрофотография показывает, что продольная исчерченность обусловлена наличием миофибрилл разной толщины, тогда как поперечная исчерченность обусловлена наличием чередующихся светлых и темных сегментов продольно расположенных элементов.
На поперечном срезе миофибриллы выглядят как мелкие точки, распределенные равномерно или в группе многоугольных областей и отделенные от соседних пучков прозрачной саркоплазмой. Разделенные миофибриллы саркоплазматическими областями известны как поля Конхейма (рис. 1.59).
Темная полоса является дважды преломляющей (анизотропной) при исследовании в поляризованном свете, отсюда и название полосы A (иногда называемой полосой Q). Световая полоса является монорефрактивной (изотропной) под поляризованным микроскопом, от которой происходит название «l-полоса» (иногда известная как J-полоса).Эта I-полоса делится пополам в середине тонкой темной линией — Z-линией (иногда называемой линией Доби), также известной как мембрана Краузе.
Z-линия состоит из мембраны, проходящей через миофибриллы. У этих Z-линий миофибриллы извилистые. Часть, окруженная двумя соседними Z-линиями миофибриллы, считается сократительной единицей и называется саркомером. Его длина составляет от 2 мкм до 3 мкм. В некоторых исключительных препаратах центральная часть полосы А имеет более бледный цвет и называется полосой Н (линия Хенсена).
В середине H-полосы, то есть также A-полосы, есть узкая темная линия, M-линия или M-полоса, где утолщаются миозиновые нити. Миозиновые и актиновые филаменты перекрываются в периферической темной части A-полосы, которая называется O-полосой. По обе стороны от Z-линии, где-то в средней части I-полосы есть сравнительно более темная тонкая поперечная линия — N-линия.
Тонкая структура:
Электронная микрография показывает, что тонкие нитевидные белковые филаменты образуют вместе миофиламенты, из которых более толстая (100 Å в диаметре) — миозиновая нить, а более тонкая (50 Å в диаметре) — актиновая нить.Первичная структура миозина и тропомиозина характеризуется большим содержанием кислотных и основных аминокислот, которые придают молекулам очень высокий заряд.
Актин, тропонин и α-актин, напротив, имеют низкий заряд и, кроме того, отличаются высоким содержанием пролина. Миозиновые нити присутствуют в виде параллельных нитей по всей длине А-полосы. Длина миозиновой нити составляет около 1,5 мкм (15000 Å), а по средней линии она немного толще. При дальнейшей диссоциации этих филаментов молекулы миозина (длиной 1500 ÅA) имеют форму стержня с глобулярным выступом на одном конце (рис.1.63-E).
Считается, что толщина миозиновой нити является причиной антипараллельного расположения молекул миозина таким образом, что глобулярные головки выступают наружу около концов нитей, а стержнеобразная часть занимает свое положение в гладкой центральной части нить. Периферические бусинчатые структуры миозиновых филаментов обусловлены присутствием глобулярных головок молекулы миозина (Рис. 1.63-D). Палочковидная часть называется легким (L) меромиозином, а головная часть, т.е.е. глобулярная часть представляет собой тяжелый (H) меромиозин (рис. 1.63-B).
Тяжелый меромиозин состоит из двух компонентов. Головная часть известна как тяжелый субфрагмент I меромиозина, а шея — тяжелый субфрагмент II меромиозина (рис. 1.63-C). Субфрагмент I тяжелого меромиозина обладает всеми ферментативными и актин-связывающими свойствами родительской молекулы (миозина). В каждом 400 Å сегменте миозиновой нити имеется шесть тяжелых меромиозиновых головок (поперечных мостиков). Эти тяжелые головки меромиозина расположены по спирали с радиальным рисунком 60 °, и каждый набор из шести мостиков совершает один оборот вокруг миозиновой нити.
Каждая тяжелая головка меромиозина направлена в сторону отдельного актинового филамента и, таким образом, поперечные мостики с актином возникают с интервалами приблизительно 400 Å вдоль миозинового филамента (Рис. 1.63-E). Тяжелый меромиозин отвечает за способность образовывать мостик с актином, а также за активность АТФ-азы, необходимую для сокращения мышц. Этот тяжелый меромиозин иногда называют активной точкой молекул миозина.
В области M-полосы (середина миозиновой нити) объединение молекул миозина происходит от хвоста к хвосту, но в этой области миозиновые нити кажутся более толстыми, что указывает на возможность присутствия некоторых белков неизвестной природы, которые могут помочь в усилении соединение «хвост к хвосту» молекул миозина.
Детальная структура области M-диапазона с высокой ЭМ фотографии была выведена Кнаппейсом и Карлсеном (рис. 1.62-2). Нити M-полосы, состоящие из белков неизвестной природы, прикреплены к центральной части миозиновой нити (рис. 1.64A) с помощью поперечных мостиков M-полосы (поперечные).
Функции M-диапазонов:
(i) для поддержания параллельного расположения миозиновых нитей и
(ii) Направлять актиновые филаменты во время сокращения.
Актиновых филаментов простираются от каждой Z-линии внутри саркомера к H-полосе и соединяются с другими актиновыми филаментами S-филаментом (рис. 1.62) внутри H-полосы. Он простирается на 1µ в обе стороны от Z-линии. Согласно Кнаппейсу и Карлсену длина актиновой нити составляет около 1 мкм.
При очень большом увеличении F-актины — волокнистые актины выглядят как бусинки и, по-видимому, состоят из глобулярных субъединиц (55 Å) — G-актинов (рис. 1.63 A), образующих две нити, переплетенных спиралью.Эти нити, следовательно, представляют собой полимер G-актина, содержащий 13 G-актинов на каждом витке спирали (Рис. 1.63B). Рентгеновские исследования под низким углом, а также химические исследования показывают, что тропомиозин и недавно известный тропонин ориентированы в бороздках спиралей актина.
Актиновые филаменты, приближаясь к Z-линиям, кажутся непрерывными с четырьмя тонко расходящимися филаментами-Z-филаментами (Fig. 1.64B). Считается, что эти Z-филаменты содержат мышечный белок тропомиозин. Недавние низкоугловые рентгеновские исследования показали, что на Z-диске наряду с тропомиозином также присутствует другой белок a-актин (подобный актину по структуре и содержанию пролина).
Поперечный разрез миофибрилл дает разные представления на разных уровнях A- и I-полос. Перерезка через I-полосу покажет только поперечный разрез тонких актиновых филаментов (рис. 1.62-4), а на O-полосе будет представлен поперечный разрез тонкого актина и толстого миозина (рис. 1.62-1), что в H-полосе будет присутствовать только миозин (рис. 1.62-3) и, наконец, в области M-полосы будет присутствовать поперечный разрез миозинов вместе с филаментами M-полосы (рис. 1.62-2).
В поперечном сечении расположение актиновых филаментов имеет гексагональную форму с одним миозином в центре, но опять же, если рассматривать толщину филаментов, миозиновые филаменты образуют треугольники с одним центральным актиновым филаментом (рис. 1.62-1). ). Таким образом, в продольном сечении за каждой миозиновой нитью следуют две (иногда одна) нить актина. Тонкие волокна, действия соединены друг с другом в продольном направлении с помощью еще более тонких S-волокон (рис.1,62).
Саркотубулярная система:
Под электронным микроскопом видно, что миофибриллы окружены канальцевой сетью ограниченных мембраной канальцами — саркоплазматической сетью. Саркоплазматический ретикулум идентичен эндоплазматическому ретикулуму другого типа клеток, но с той разницей, что его мембрана не содержит рибосомы.
Саркоплазматический ретикулум вытянут в продольном направлении по A-полосе с частыми анастомозами в области H-полосы, а также в I-полосе.Саркоплазматический ретикулум на своем продольном и терминальном концах соединен другим набором поперечных цистерн — терминальными цистернами (рис. 1.65).
Терминальные цистерны имеют больший калибр и, таким образом, непрерывны и сливаются с продольной сеткой (саркотубулой). Пары параллельных терминальных цистерн (смежные терминальные цистерны) отделены друг от друга тонким поперечным канальцем, известным как Т-канальец. Этот Т-канальец не сливается с терминальными цистернами и представляет собой канальцевую инвагинацию сарколеммы, но не является частью саркоплазматического ретикулума.Он продолжается во внеклеточном пространстве.
Эти канальцы обычно называют Т-системой. Пара терминальных (поперечных) цистерн и центральных Т-канальцев в совокупности называется триадами (рис. 1.65). В мышце амфибии триады охватывают I-полосу в области Z-линии, но в мышце млекопитающих то же самое присутствует на стыке каждой A-полосы с соседней I-полосой. Итак, у млекопитающих в каждом саркомере есть два набора триад (рис. 1.65). Т-система играет важную роль в быстрой передаче импульса от поверхности клетки к каждой миофибрилле.
Микроанатомическая организация мышечного волокна представлена схематично:
Механизм сжатия :
и. Теория или складывание миофиламентов:
Теория сворачивания миофиламентов (сократительных белков) утверждает, что определенные мышечные белки укорачиваются или сворачиваются во время мышечного сокращения, образуя актин-миозиновый комплекс. Но морфологические исследования не показывают таких доказательств того, что во время мышечного сокращения миозиновые нити укорачиваются.Если актиновые филаменты вообще укорачиваются или сворачиваются, это все равно невозможно при нормальной жизни.
ii. Пересечение или смещение миофиламентов:
Согласно этой теории, сокращение длины определенных полос во время мышечного сокращения наблюдалось многими классическими цитологами, но причина или объяснение этого не было удовлетворительным. В последние несколько лет значительно продвинулся анализ субмикроскопических элементов с помощью методов электронной микроскопии и дифракции рентгеновских лучей.
Эти новые методы также привели к совершенно новой концепции механизма сокращения. В настоящее время в основном принята теория механизма скользящей нити. С помощью фазового контраста и интерференционной микроскопии наблюдается, что во время сжатия I-полоса и H-полоса уменьшаются в длине, но полоса A остается постоянной. Гипотеза скользящего филамента (Рис. 1.66) утверждает изменение относительного положения миофиламентов во время мышечного сокращения, но ни актиновые, ни миозиновые филаменты сами по себе не укорачиваются.
Во время сокращения актиновые филаменты скользят мимо миозиновых филаментов и, таким образом, актиновые филаменты далее расширяются в A-полосу, вызывая сокращение длины H-зоны и сужение саркомера (Рис. 1.67). В этом процессе миозиновая нить постепенно приближается к Z-линии, а актиновая нить — к M-линии, изменяя место прикрепления поперечных мостиков — на одну точку вперед, как анимированное зубчатое колесо (рис. 1.67 B). И C). На определенных стадиях сокращения концы двух соседних актиновых филаментов могут касаться друг друга, и I-полоса имеет минимальную длину.
Существуют две теории относительно положения двух противоположных актиновых нитей одного и того же саркомера во время максимального сокращения (рис. 1.67 D и E):
(i) На свободном конце актиновых филаментов в М-полосе есть скольжение друг над другом (Рис. 1.67 D).
(ii) Зигзагообразная Z-линия выпрямляется, вызывая увеличение расстояния между соседними актиновыми филаментами. Из-за этого происходит растяжение актиновых филаментов по направлению к Z-линии, вызывающее дальнейшее укорачивание саркомера (рис.1.67E). Энергия, необходимая для этого процесса скольжения, поддерживается за счет расщепления АТФ миозиновой АТФ-азой, присутствующей в локальной молекуле тяжелого меромиозина.
Функция Т-системы, как уже упоминалось, заключается в передаче импульса от сарколеммы к миофиламенту за короткое время. После стимуляции импульс передается миофибриллам через Т-систему, и деполяризация вызывает высвобождение кальция из саркоплазматического ретикулума, который, в свою очередь, активирует АТФ-азу миозина.Эта активированная АТФ-аза расщепляет АТФ на АДФ и АДФ на АМФ с высвобождением определенного количества энергии, которое требуется для процесса сокращения.
В конце сокращения ионы Ca ++ возвращаются в саркоплазматический ретикулум, и происходит релаксация. Расслабляющий фактор был выделен из мышечных гомогенатов. На основе электронно-микроскопических исследований мышечных гомогенатов было заявлено, что присутствуют ограниченные мембраной везикулы, которые возникают в результате фрагментации саркоплазматического ретикулума.Эти везикулы обладают способностью связывать Ca ++ в присутствии АТФ.
Кровеносные сосуды, лимфатические сосуды и нервы скелетных мышц :Скелетные мышцы обильно снабжены сетью анастомозирующих капилляров, которые проходят продольно с сообщающимися поперечными ветвями. Капилляры не проникают в саркоплазму. В перимизии видны крупные артерии и вены. Самые большие и самые мелкие жилки обладают клапанами.
Лимфатическое кровоснабжение сообщается с кровеносными сосудами эпимизия и перимизия. Но лимфатических сосудов между этими мышечными волокнами нет. Миелинизированные нервные волокна снабжают поперечнополосатую мышцу. Окончания двигательных нервов прокалывают сарколеумму, входят в мышечные волокна и заканчиваются концевыми пластинами. Чувствительные нервы заканчиваются группами модифицированных мышечных волокон, известных как мышечные веретена. Функции симпатического нерва здесь не известны.
Окончание мышцы в сухожилии :
В мышечно-сухожильных соединениях эндомизий, перимизий и эпимизий мышцы переходят в непрерывную фиброзную ткань сухожилия.
Красно-белые (или бледные) мышцы:
Мышечное волокно, состоящее из ряда тонких фибрилл, окруженных более жидкой саркоплазмой и имеющее митохондрии и саркоплазматический ретикулум, содержит в саркоплазме респираторный пигмент миоглобин (мышечный гемоглобин). Красный цвет мышечного волокна обусловлен наличием миоглобина. Этот миоглобин участвует в транспортировке кислорода из кровеносных сосудов (капилляров) внеклеточного пространства к участкам окисления (митохондриям).
У большинства млекопитающих все мышечные волокна содержат цитохром и больше миоглобина и выглядят красными. Эти красные мышечные волокна обладают большим количеством ядер, часто центральных по положению, большим количеством зернистой саркоплазмы, хорошо выраженной продольной и неправильной поперечной полосами. Красные мышечные волокна обладают высокой способностью к окислительному метаболизму с сильной активностью цикла Кребса и ферментов переноса электронов и более медленным сократительным действием. Красные мышечные волокна утомляются менее быстро, чем белые (или бледные) мышечные волокна, и хорошо приспособлены к статическим или постуральным сокращениям.
Белые (или бледные) мышечные волокна с дефицитом миоглобина обычно присутствуют у лягушек. Эти белые волокна маленькие, правильные и имеют плохую саркоплазму, периферические ядра. Эти белые волокна обладают высокой скоростью анаэробного гликолиза с высокой активностью гликолитических ферментов и фосфатазы. Белые волокна, преобладающие в мышцах-сгибателях, способствуют фазовым сокращениям, с помощью которых происходит изменение положения тела или конечности.
У некоторых млекопитающих (например, кроликов), включая человека и птиц, есть как красные, так и белые (или бледные) мышечные волокна.
ERBB3 и NGFR маркируют отдельные клетки-предшественники скелетных мышц в человеческом развитии и hPSC |
Chong, J. J. H. et al. Кардиомиоциты, полученные из человеческих эмбриональных стволовых клеток, регенерируют сердца нечеловеческих приматов. Природа 510 , 273–277 (2014).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Schwartz, S. D. et al. Пигментный эпителий сетчатки, полученный из эмбриональных стволовых клеток, у пациентов с возрастной дегенерацией желтого пятна и макулярной дистрофией Штаргардта: последующее наблюдение за двумя открытыми исследованиями фазы 1/2. Ланцет 385 , 509–516 (2014).
Артикул PubMed Google ученый
Steinbeck, J. A. et al. Оптогенетика позволяет проводить функциональный анализ трансплантатов, полученных из человеческих эмбриональных стволовых клеток, на модели болезни Паркинсона. Nat. Biotechnol. 33 , 204–209 (2015).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Hrvatin, S. et al. Дифференцированные стволовые клетки человека напоминают β-клетки плода, а не взрослые. Proc. Natl Acad. Sci. США 111 , 3038–3043 (2014).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Witty, A. D. et al. Генерация эпикардиальной линии из плюрипотентных стволовых клеток человека. Nat. Biotechnol. 32 , 1026–1035 (2014).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Янг X., Пабон Л. и Мерри К. Э. Инженерная юность: созревание кардиомиоцитов, полученных из плюрипотентных стволовых клеток человека. Circ. Res. 114 , 511–523 (2014).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Jonsson, M. K. et al. Применение кардиомиоцитов, полученных из стволовых клеток человека, в фармакологии безопасности требует осторожности, помимо hERG. J. Mol. Клетка. Кардиол. 52 , 998–1008 (2012).
CAS Статья PubMed Google ученый
Борчин Б., Чен Дж. И Барбери Т. Получение и опосредованная FACS очистка PAX3 + / PAX7 + предшественников скелетных мышц из плюрипотентных стволовых клеток человека. Stem Cell Rep. 21 , 620–631 (2013).
Артикул Google ученый
Xu, C. et al. Система культивирования эмбрионов рыбок данио определяет факторы, которые способствуют миогенезу позвоночных у разных видов. Ячейка 155 , 909–921 (2013).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Chal, J. et al. Дифференциация плюрипотентных стволовых клеток в мышечные волокна для моделирования мышечной дистрофии Дюшенна. Nat. Biotechnol. 33 , 962–969 (2015).
CAS Статья PubMed Google ученый
Shelton, M. et al. Получение и распространение PAX7-позитивных мышечных предшественников из эмбриональных стволовых клеток человека и мыши. Stem Cell Rep. 3 , 516–529 (2014).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Chal, J. et al. Создание человеческих мышечных волокон и сателлитных клеток из плюрипотентных стволовых клеток человека in vitro. Nat. Protoc. 11 , 1833–1850 (2016).
CAS Статья PubMed Google ученый
Swartz, E. W. et al. Новый протокол направленной дифференцировки индуцированных C9orf72 плюрипотентных стволовых клеток человека в сократительные скелетные мышечные трубки. Stem Cells Пер. Med. 5 , 1461–1472 (2016).
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
Abujarour, R. et al. Миогенная дифференцировка плюрипотентных стволовых клеток, индуцированных специфической мышечной дистрофией, для использования в открытии лекарств. Stem Cells Пер. Med. 3 , 149–160 (2014).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Kimura, E. et al. Клеточный клон регулирует миогенез для замены дистрофина: новый терапевтический подход к лечению мышечной дистрофии. Хум. Мол. Genet. 17 , 2507–2517 (2008 г.).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Darabi, R. et al. Миогенные предшественники ES- и iPS человека восстанавливают дистрофин и улучшают сократительную способность после трансплантации дистрофическим мышам. Стволовая клетка 10 , 610–619 (2012).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Darabi, R. et al. Функциональная регенерация скелетных мышц из дифференцирующихся эмбриональных стволовых клеток. Nat. Med. 14 , 134–143 (2008).
CAS Статья PubMed Google ученый
Самбасиван Р. и Таджбахш С. Рождение и свойства стволовых клеток скелетных мышц. Семин. Cell Dev. Биол. 18 , 870–882 (2007).
CAS Статья PubMed Google ученый
Xi, H. et al. Сомитогенез человека in vivo направляет развитие сомитов из hPSCs. Cell Rep. 18 , 1573–1585 (2017).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Loh, K. M. et al. Картирование попарного выбора, ведущего от плюрипотентности к человеческим костям, сердцу и другим типам клеток мезодермы. Ячейка 166 , 451–467 (2016).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Инь, Х., Прайс, Ф. и Рудницки, М. А. Сателлитные клетки и ниша мышечных стволовых клеток. Physiol. Ред. 93 , 23–67 (2013).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Biressi, S. et al. Экспрессия Myf5 во время миогенеза плода определяет предшественников взрослых сателлитных клеток. Dev. Биол. 379 , 195–207 (2013).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Tierney, M. T. et al. Автономное ремоделирование внеклеточного матрикса контролирует прогрессивную адаптацию регенеративной способности мышечных стволовых клеток во время развития. Cell Rep. 14 , 1940–1952 (2016).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Сакко, А., Дойоннас, Р., Крафт, П., Виторович, С. и Блау, Х. М. Самовосстановление и разрастание одиночных трансплантированных мышечных стволовых клеток. Природа 456 , 502–506 (2008).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Young, C. S. et al. Единая стратегия делеции CRISPR-Cas9, нацеленная на большинство пациентов с МДД, восстанавливает функцию дистрофина в мышечных клетках, происходящих от hiPSC. Стволовая клетка 18 , 533–540 (2016).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Тирни М. Т. и Сакко А. Гетерогенность сателлитных клеток в гомеостазе скелетных мышц. Trends Cell Biol. 26 , 434–444 (2016).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Castiglioni, A. et al. Выделение предшественников, которые проявляют миогенную / остеогенную бипотентность in vitro, путем сортировки активируемых флуоресценцией клеток из мышц плода человека. Stem Cell Rep. 2 , 92–106 (2014).
CAS Статья PubMed Central Google ученый
Montarras, D. et al. Прямая изоляция сателлитных клеток для регенерации скелетных мышц. Наука 309 , 2064–2067 (2005).
CAS Статья PubMed Google ученый
Cerletti, M. et al. Высокоэффективное функциональное приживление стволовых клеток скелетных мышц в дистрофических мышцах. Cell 134 , 37–47 (2008).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Godfrey, C. et al. Сколько дистрофина достаточно: физиологические последствия различных уровней дистрофина у мышей MDX. Хум. Мол. Genet. 24 , 4225–4237 (2015).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Шарп П. С., Бай-а-Джи Х. и Уэллс Д. Дж. Физиологическая характеристика мышечной силы с различными уровнями восстановления дистрофина у мышей MDX после местной антисмысловой терапии. Мол. Ther. 19 , 165–171 (2011).
CAS Статья PubMed Google ученый
Чан, Ю. и Уолмсли, Р. П. Изучение и понимание теста Краскела – Уоллиса одностороннего дисперсионного анализа на предмет различий между тремя или более независимыми группами. Phys. Ther. 77 , 1755–1762 (1997).
CAS Статья PubMed Google ученый
Choi, I. Y. et al. Согласующиеся, но различные фенотипы среди миобластов, специфичных для пациента с мышечной дистрофией Дюшенна, полученные с использованием модели на основе ИПСК человека. Cell Rep. 15 , 2301–2312 (2016).
CAS Статья PubMed Google ученый
Xu, X. et al. Трансплантация и регенерация сателлитных клеток человека из различных скелетных мышц. Stem Cell Rep. 5 , 419–434 (2015).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Cahan, P. & Daley, G.Q. Происхождение и последствия вариабельности и гетерогенности плюрипотентных стволовых клеток. Nat. Rev. Mol. Cell Biol. 14 , 357–368 (2013).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Osafune, K. et al. Заметные различия в склонности к дифференцировке среди линий эмбриональных стволовых клеток человека. Nat. Biotechnol. 26 , 313–315 (2008).
CAS Статья PubMed Google ученый
Cusella-De Angelis, M. G. et al. Дифференциальный ответ миобластов эмбриона и плода на TGF beta: возможный регуляторный механизм гистогенеза скелетных мышц. Развитие 120 , 925–933 (1994).
CAS PubMed Google ученый
Скьяффино, С., Росси, А. С., Смерду, В., Лейнванд, Л. А. и Реджиани, С. Миозины развития: паттерны экспрессии и функциональное значение. Скелет. Мышца 5 , 22 (2015).
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
Pagliuca, F. W. et al. Создание функциональных β-клеток поджелудочной железы человека in vitro. Ячейка 159 , 428–439 (2104).
Артикул Google ученый
Maroof, A. M. et al. Направленная дифференцировка и функциональное созревание корковых интернейронов из эмбриональных стволовых клеток человека. Стволовая клетка 12 , 559–572 (2013).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Евсеенко Д. и др. Картирование первых стадий мезодермы во время дифференцировки эмбриональных стволовых клеток человека. Proc. Natl Acad. Sci. США 107 , 13742–13747 (2010).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Alexander, M. S. et al. CD82 является маркером предполагаемого выделения сателлитных клеток мышц человека и связан с мышечными дистрофиями. Стволовая клетка 19 , 800–807 (2016).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Figeac, N., Serralbo, O., Marcelle, C. & Zammit, P. S. ErbB3-связывающий белок-1 (Ebp1) контролирует пролиферацию и миогенную дифференцировку мышечных стволовых клеток. Dev. Биол. 386 , 135–151 (2014).
CAS Статья PubMed Google ученый
Golding, J.П., Колдербанк, Э., Партридж, Т. А. и Бошам, Дж. Р. Стволовые клетки скелетных мышц экспрессируют антиапоптотические рецепторы ErbB во время активации из состояния покоя. Exp. Cell Res. 313 , 341–356 (2007).
CAS Статья PubMed Google ученый
Van Ho, A. T. et al. Клоны клеток нервного гребня ограничивают дифференцировку клеток-предшественников скелетных мышц посредством передачи сигналов neuregulin1-ErbB3. Dev.Ячейка 21 , 273–287 (2011).
CAS Статья PubMed Google ученый
Deponti, D. et al. Рецептор низкого сродства к нейротрофинам p75 NTR играет ключевую роль в функции сателлитных клеток в восстановлении мышц, действуя через RhoA. Мол. Биол. Ячейка 20 , 3620–3627 (2009).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Эстевес де Лима, Дж., Боннин, М. А., Бирчмайер, К. и Дюпрез, Д. Сокращение мышц необходимо для поддержания пула мышечных предшественников посредством YAP и NOTCH во время миогенеза плода. eLife 5 , e15593 (2016).
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
Manceau, M. et al. Миостатин способствует терминальной дифференцировке предшественников эмбриональных мышц. Genes Dev. 22 , 668–681 (2008).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Arnett, A. L. et al. Аденоассоциированные вирусные (AAV) векторы неэффективно воздействуют на мышечные сателлитные клетки. Мол. Ther. Методы клин. Dev. 1 , 14038 (2014).
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
Quarta, M. et al. Искусственная ниша сохраняет покой мышечных стволовых клеток и повышает их терапевтическую эффективность. Nat. Biotechnol. 34 , 752–759 (2016).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Rommel, C. et al. Посредничество IGF-1-индуцированной гипертрофии скелетных миотрубок с помощью путей PI (3) K / Akt / mTOR и PI (3) K / Akt / GSK3. Nat. Cell Biol. 3 , 1009–1013 (2001).
CAS Статья PubMed Google ученый
Young, C. S. et al. Создание новой гуманизированной модели мышечной дистрофии мышечной дистрофии Дюшенна и применение терапии редактирования генов CRISPR / Cas9. J. Neuromuscul. Дис. 4 , 139–145 (2017).
Артикул PubMed PubMed Central Google ученый
Нгуен, Х.T. & Morris, G.E. Использование библиотек эпитопов для идентификации экзон-специфических моноклональных антител для характеристики измененных дистрофинов при мышечной дистрофии. г. J. Hum. Genet. 52 , 1057–1066 (1993).
CAS PubMed PubMed Central Google ученый
Трапнелл, К., Пахтер, Л. и Зальцберг, С. Л. TopHat: обнаружение сплайсинговых соединений с помощью RNA-Seq. Биоинформатика 25 , 1105–1111 (2009).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Trapnell, C. et al. Сборка и количественное определение транскриптов с помощью RNA-Seq выявляет неаннотированные транскрипты и переключение изоформ во время дифференцировки клеток. Nat. Biotechnol. 28 , 511–515 (2010).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
да Хуанг, В., Шерман, Б. Т. и Лемпицки, Р. А. Инструменты обогащения биоинформатики: пути к всестороннему функциональному анализу больших списков генов. Nucleic Acids Res. 37 , 1–13 (2009).
Артикул Google ученый
да Хуанг, В., Шерман, Б. Т. и Лемпицки, Р. А. Систематический и комплексный анализ больших списков генов с использованием ресурсов биоинформатики DAVID. Nat. Protoc. 4 , 44–57 (2009).
CAS Статья Google ученый
Subramanian, A. et al. Анализ обогащения набора генов: основанный на знаниях подход к интерпретации профилей экспрессии в масштабе всего генома. Proc. Natl Acad. Sci. США 102 , 15545–15550 (2005).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Lapan, A. D., Rozkalne, A. & Gussoni, E. Скелетные мышцы человеческого плода содержат миогенную побочную популяцию, которая экспрессирует молекулу адгезии клеток меланомы. Хум. Мол. Genet. 21 , 3668–3680 (2012).
CAS Статья PubMed PubMed Central Google ученый
Inman, G.J. et al. SB-431542 является сильным и специфическим ингибитором рецепторов ALK4, ALK5 и ALK7 суперсемейства трансформирующего фактора роста-β типа I активиноподобной киназы (ALK). Мол. Pharmacol. 62 , 65–74 (2002).
CAS Статья PubMed Google ученый
Tojo, M. et al. Ингибитор ALK-5 A-83-01 подавляет передачу сигналов Smad и переход от эпителия к мезенхиме, трансформируя фактор роста-β. Cancer Sci. 96 , 791–800 (2005).
CAS Статья PubMed Google ученый
11.5 Опорно-двигательная система — Биологические концепции — 1-е канадское издание
Цели обученияК концу этого раздела вы сможете:
- Обсудить осевую и аппендикулярную части скелетной системы
- Объясните роль суставов в движении скелета
- Объясните роль мышц в передвижении =
Мышечная и скелетная системы поддерживают тело и позволяют двигаться.Кости скелета защищают внутренние органы тела и выдерживают вес тела. Мышцы мышечной системы сокращаются и растягивают кости, позволяя выполнять самые разнообразные движения, такие как стояние, ходьба, бег и хватание предметов.
Травма или заболевание опорно-двигательного аппарата могут быть очень изнурительными. Наиболее распространенные в мире заболевания опорно-двигательного аппарата вызваны недоеданием, которое может отрицательно сказаться на развитии и поддержании костей и мышц.Другие заболевания поражают суставы, например, артрит, который может затруднять движение и, в запущенных случаях, полностью нарушать подвижность.
Прогресс в области дизайна протезов привел к разработке искусственных суставов, наиболее распространенной из которых является операция по замене суставов на бедрах и коленях. Также доступны заменяющие суставы для плеч, локтей и пальцев.
Скелет человека — это эндоскелет, состоящий из 206 костей взрослого человека. Эндоскелет развивается внутри тела, а не снаружи, как экзоскелет насекомых.Скелет выполняет пять основных функций: обеспечение поддержки тела, хранение минералов и липидов, производство клеток крови, защита внутренних органов и обеспечение движения. Скелетная система позвоночных подразделяется на осевой скелет (который состоит из черепа, позвоночного столба и грудной клетки) и аппендикулярный скелет (который состоит из костей конечностей, грудного или плечевого пояса и тазового пояса).
Концепция в действии
Исследуйте человеческий скелет, просмотрев следующее видео с помощью цифрового трехмерного моделирования.
Осевой скелет образует центральную ось тела и включает кости черепа, косточки среднего уха, подъязычную кость горла, позвоночный столб и грудную клетку (грудную клетку) (рис. 11.25).
Рис. 11.25 Осевой скелет, показанный синим цветом, состоит из костей черепа, косточек среднего уха, подъязычной кости, позвоночника и грудной клетки. Аппендикулярный скелет, показанный красным, состоит из костей грудных конечностей, грудного пояса, тазовой конечности и тазового пояса.(кредит: модификация работы Марианы Руис Вильярреал)Кости черепа поддерживают структуры лица и защищают мозг. Череп состоит из костей черепа и лицевых костей. Кости черепа образуют полость черепа, которая охватывает головной мозг и служит местом прикрепления мышц головы и шеи. У взрослого они плотно соединены соединительной тканью, и прилегающие кости не двигаются.
Слуховые косточки среднего уха передают звуки из воздуха в виде колебаний в заполненную жидкостью улитку.Слуховые косточки состоят из двух костей молоточка (молотка), двух костей наковальни (наковальни) и двух стремени (стремени), по одной с каждой стороны. Кости лица служат полостями для органов чувств (глаз, рта и носа) и служат точками крепления лицевых мышц.
Подъязычная кость лежит ниже нижней челюсти в передней части шеи. Он действует как подвижная основа для языка и соединяется с мышцами челюсти, гортани и языка. Нижняя челюсть образует сустав с основанием черепа. Нижняя челюсть контролирует открытие рта и, следовательно, дыхательные пути и кишечник.
Позвоночный столб, или позвоночник, окружает и защищает спинной мозг, поддерживает голову и действует как точка прикрепления ребер и мышц спины и шеи. Он состоит из 26 костей: 24 позвонков, крестца и копчика. В теле каждого позвонка в центре имеется большое отверстие, через которое спинной мозг проходит до уровня первого поясничного позвонка. Ниже этого уровня отверстие содержит спинномозговые нервы, которые выходят между позвонками. На каждой стороне отверстия есть выемки, через которые спинномозговые нервы могут выходить из спинного мозга для обслуживания различных областей тела.Позвоночный столб у взрослых составляет примерно 70 см (28 дюймов) и изогнут, что видно сбоку.
Межпозвоночные диски, состоящие из фиброзного хряща, лежат между соседними позвонками от второго шейного позвонка до крестца. Каждый диск помогает сформировать слегка подвижный сустав и действует как амортизатор, поглощающий удары от движений, таких как ходьба или бег.
Грудная клетка, также известная как грудная клетка, состоит из ребер, грудины, грудных позвонков и реберных хрящей.Грудная клетка охватывает и защищает органы грудной полости, включая сердце и легкие. Он также обеспечивает опору для плечевых поясов и верхних конечностей и служит точкой крепления диафрагмы, мышц спины, груди, шеи и плеч. Изменения объема грудной клетки позволяют дышать. Грудина или грудина — это длинная плоская кость, расположенная в передней части грудной клетки. Как и череп, он состоит из многих костей эмбриона, которые срастаются у взрослого человека. Ребра представляют собой 12 пар длинных изогнутых костей, которые прикрепляются к грудным позвонкам и изгибаются к передней части тела, образуя грудную клетку.Реберные хрящи соединяют передние концы большинства ребер с грудиной.
Аппендикулярный скелет состоит из костей верхних и нижних конечностей. Он также включает грудной или плечевой пояс, который прикрепляет верхние конечности к телу, и тазовый пояс, который прикрепляет нижние конечности к телу (рис. 11.25).
Кости грудного пояса передают силу, создаваемую мышцами, действующими на верхнюю конечность, на грудную клетку. Он состоит из ключиц (или ключиц) спереди и лопаток (или лопаток) сзади.
Верхняя конечность содержит кости руки (от плеча до локтя), предплечья и кисти. Плечевая кость — самая большая и длинная кость верхней конечности. Он образует сустав с плечом и предплечьем в локтевом суставе. Предплечье простирается от локтя до запястья и состоит из двух костей. Рука включает кости запястья, ладони и кости пальцев.
Тазовый пояс прикрепляется к нижним конечностям осевого скелета. Поскольку тазовый пояс отвечает за вес тела и передвижение, он надежно прикреплен к осевому скелету прочными связками.Он также имеет глубокие лунки с прочными связками, которые надежно прикрепляются к бедренной кости. Тазовый пояс в основном состоит из двух больших тазобедренных костей. Тазобедренные кости соединяются в передней части тела в суставе, называемом лобковым симфизом, и с костями крестца в задней части тела.
Нижняя конечность состоит из бедра, голени и стопы. Кости нижних конечностей толще и прочнее, чем кости верхних конечностей, чтобы выдерживать весь вес тела и силы, возникающие при движении.Бедренная кость или бедренная кость — самая длинная, тяжелая и крепкая кость в теле. Бедро и таз образуют тазобедренный сустав. На другом конце бедренная кость вместе с большеберцовой костью и коленной чашечкой образуют коленный сустав.
Точка, в которой встречаются две или более костей, называется суставом или сочленением. Суставы отвечают за движение, такое как движение конечностей, и стабильность, например стабильность, присущую костям черепа.
Есть два способа классифицировать суставы: по их структуре или по их функции.Структурная классификация делит суставы на фиброзные, хрящевые и синовиальные суставы в зависимости от материала, из которого состоит сустав, а также наличия или отсутствия полости в суставе. Кости фиброзных суставов скреплены волокнистой соединительной тканью. Между костями нет полости или пространства, поэтому большинство фиброзных суставов вообще не двигаются или способны к незначительным движениям. Суставы между костями черепа и между зубами и костью их лунок являются примерами фиброзных суставов (Рисунок 11.26 а ).
Хрящевые суставы — это суставы, в которых кости соединены хрящами (рис. 11.26 b ). Пример можно найти в суставах между позвонками, так называемых «дисках» позвоночника. Хрящевые суставы позволяют очень мало двигаться.
Синовиальные суставы — единственные суставы, у которых есть пространство между соседними костями (рис. 11.26 c ). Это пространство называется суставной полостью и заполнено жидкостью. Жидкость смазывает сустав, уменьшая трение между костями и обеспечивая большее движение.Концы костей покрыты хрящом, а весь сустав окружен капсулой. Синовиальные суставы способны к наибольшему движению из всех типов суставов. Колени, локти и плечи являются примерами синовиальных суставов.
Рисунок 11.26 (a) Швы — это фиброзные суставы, обнаруживаемые только в черепе. (б) Хрящевые суставы — это кости, соединенные хрящом, например, между позвонками. (c) Синовиальные суставы — единственные суставы, которые имеют пространство или «синовиальную полость» в суставе.Широкий диапазон движений, допускаемый синовиальными суставами, обеспечивает различные типы движений.Угловые движения возникают при изменении угла между костями сустава. Сгибание или сгибание происходит при уменьшении угла между костями. Подъем предплечья вверх в локтевом суставе — это пример сгибания. Разгибание противоположно сгибанию, поскольку угол между костями сустава увеличивается. Вращательное движение — это движение кости, когда она вращается вокруг своей продольной оси. Движение головы, как если бы вы говорили «нет», — это пример вращения.
Ревматолог
Ревматологи — это врачи, специализирующиеся на диагностике и лечении заболеваний суставов, мышц и костей.Они диагностируют и лечат такие заболевания, как артрит, нарушения опорно-двигательного аппарата, остеопороз, а также аутоиммунные заболевания, такие как анкилозирующий спондилит, хроническое воспалительное заболевание позвоночника и ревматоидный артрит.
Ревматоидный артрит (РА) — это воспалительное заболевание, которое в первую очередь поражает синовиальные суставы рук, ног и шейный отдел позвоночника. Пораженные суставы опухают, становятся жесткими и болезненными. Хотя известно, что РА является аутоиммунным заболеванием, при котором иммунная система организма по ошибке атакует здоровые ткани, точная причина РА остается неизвестной.Иммунные клетки из крови попадают в суставы и суставную капсулу, вызывая разрушение хряща и отек суставной выстилки. Из-за разрушения хряща кости трутся друг о друга, вызывая боль. РА чаще встречается у женщин, чем у мужчин, и возраст начала обычно составляет от 40 до 50 лет.
Ревматологи могут диагностировать РА на основании таких симптомов, как воспаление и боль в суставах, рентгеновских снимков и МРТ, а также анализов крови. Артрография — это вид медицинской визуализации суставов с использованием контрастного вещества, такого как краситель, непрозрачный для рентгеновских лучей.Это позволяет визуализировать структуры мягких тканей суставов, такие как хрящи, сухожилия и связки. Артрограмма отличается от обычного рентгена тем, что помимо костей сустава показывает поверхность мягких тканей, выстилающих сустав. Артрограмма позволяет выявить ранние дегенеративные изменения суставного хряща до того, как будут затронуты кости.
В настоящее время нет лекарства от РА; однако у ревматологов есть несколько вариантов лечения. Процедуры делятся на те, которые уменьшают симптомы заболевания, и те, которые уменьшают повреждение костей и хрящей, вызванное заболеванием.Ранние стадии можно лечить остальными пораженными суставами с помощью трости или суставных шин, которые минимизируют воспаление. Когда воспаление уменьшилось, можно использовать упражнения для укрепления мышц, окружающих сустав, и для поддержания гибкости суставов. Если поражение суставов более обширное, можно использовать лекарства для облегчения боли и уменьшения воспаления. Противовоспалительные препараты, которые можно использовать, включают аспирин, местные обезболивающие и инъекции кортикостероидов. Операция может потребоваться в случаях тяжелого повреждения сустава.В настоящее время врачи используют лекарства, которые уменьшают повреждение костей и хрящей, вызванное заболеванием, чтобы замедлить его развитие. Эти препараты разнообразны по своим механизмам, но все они действуют, чтобы уменьшить влияние аутоиммунного ответа, например, путем ингибирования воспалительного ответа или уменьшения количества Т-лимфоцитов, клетки иммунной системы.
Мышцы позволяют совершать движения, такие как ходьба, а также облегчают такие процессы организма, как дыхание и пищеварение. Тело состоит из трех типов мышечной ткани: скелетных мышц, сердечных мышц и гладких мышц (Рисунок 11.27).
Рис. 11.27 Тело состоит из трех типов мышечной ткани: скелетной мышцы, гладкой мышцы и сердечной мышцы. Обратите внимание, что клетки скелетных мышц длинные и цилиндрические, они имеют несколько ядер, а маленькие темные ядра выдвинуты к периферии клетки. Гладкомышечные клетки короткие, суженные на каждом конце и имеют только одно ядро каждое. Клетки сердечной мышцы тоже имеют цилиндрическую форму, но короткие. Цитоплазма может ветвиться, и у них есть одно или два ядра в центре клетки.(кредит: модификация работы NCI, NIH; данные шкалы от Мэтта Рассела)Ткань скелетных мышц образует скелетные мышцы, которые прикрепляются к костям, а иногда и к коже, и контролируют передвижение и любое другое движение, которое можно сознательно контролировать. Скелетную мышцу также называют произвольной мышцей, поскольку ею можно намеренно управлять. При просмотре под микроскопом ткань скелетных мышц имеет полосатый или полосатый вид. Этот вид является результатом расположения белков внутри клетки, ответственных за сокращение.Клетки скелетной мускулатуры длинные и заостренные и имеют несколько ядер на периферии каждой клетки.
Гладкая мышечная ткань встречается в стенках полых органов, таких как кишечник, желудок и мочевой пузырь, а также вокруг проходов, например, в дыхательных путях и кровеносных сосудах. Гладкая мышца не имеет бороздок, не находится под произвольным контролем и называется непроизвольной мышцей. Гладкомышечные клетки имеют одно ядро.
Ткань сердечной мышцы находится только в сердце.Сокращения сердечной мышечной ткани перекачивают кровь по всему телу и поддерживают кровяное давление. Как и скелетная мышца, сердечная мышца имеет поперечнополосатую форму, но в отличие от скелетных мышц, сердечная мышца не может контролироваться сознательно и называется непроизвольной мышцей. Клетки сердечной мышечной ткани связаны друг с другом вставными дисками и обычно имеют только одно ядро на клетку.
Каждое волокно скелетных мышц представляет собой клетку скелетных мышц. Внутри каждого мышечного волокна находятся миофибриллы, длинные цилиндрические структуры, расположенные параллельно мышечному волокну.Миофибриллы проходят по всей длине мышечного волокна. Они прикрепляются к плазматической мембране, называемой сарколеммой, на своих концах, так что по мере укорачивания миофибрилл сокращается вся мышечная клетка (рис. 11.28).
Рис. 11.28 Волокно скелетных мышц окружено плазматической мембраной, называемой сарколеммой, с цитоплазмой, называемой саркоплазмой. Мышечное волокно состоит из множества фибрилл, упакованных в упорядоченные единицы. Упорядоченное расположение белков в каждой единице, показанное красными и синими линиями, придает клетке полосатый вид.Поперечно-полосатая ткань скелетных мышц является результатом повторяющихся полос белков актина и миозина, которые встречаются по длине миофибрилл.
Миофибриллы состоят из более мелких структур, называемых миофиламентами. Существует два основных типа миофиламентов: толстые и тонкие. Толстые нити состоят из белкового миозина. Основным компонентом тонких филаментов является белок актин.
Толстые и тонкие волокна чередуются друг с другом в структуре, называемой саркомером.Саркомер — это единица сокращения мышечной клетки. Сокращение стимулируется электрохимическим сигналом нервной клетки, связанной с мышечным волокном. Чтобы мышечная клетка сократилась, саркомер должен укорачиваться. Однако толстые и тонкие нити не укорачиваются. Вместо этого они скользят друг по другу, заставляя саркомер укорачиваться, а нити остаются той же длины. Скольжение достигается, когда молекулярное расширение миозина, называемое головкой миозина, временно связывается с актиновой нитью рядом с ней и, изменяя конформацию, изгибается, таща две нити в противоположных направлениях.Затем миозиновая головка высвобождает актиновую нить, расслабляется, а затем повторяет процесс, волоча две нити друг за другом. Комбинированная активность многих участков связывания и повторяющиеся движения внутри саркомера заставляют его сокращаться. Скоординированные сокращения многих саркомеров в миофибрилле приводят к сокращению всей мышечной клетки и, в конечном итоге, самой мышцы. Движение головки миозина требует АТФ, который обеспечивает энергию для сокращения.
Концепция в действии
Просмотрите эту анимацию, чтобы увидеть, как организованы мышечные волокна.
Модель сжатия скользящей нити
Чтобы мышечная клетка сократилась, саркомер должен укорачиваться. Однако толстые и тонкие нити — компоненты саркомеров — не укорачиваются. Вместо этого они скользят друг по другу, заставляя саркомер укорачиваться, а нити остаются той же длины. Теория сокращения мышц скользящей нити была разработана с учетом различий, наблюдаемых в названных полосах на саркомере при разной степени сокращения и расслабления мышц.Механизм сокращения — это связывание миозина с актином, образуя поперечные мостики, которые генерируют движение филаментов (рис. 11.29).
Рисунок 11.29.Когда (а) саркомер (б) сокращается, линии Z сдвигаются ближе друг к другу, а полоса I становится меньше. Полоса А остается той же ширины, и при полном сокращении тонкие нити перекрываются.
Когда саркомер укорачивается, некоторые области укорачиваются, тогда как другие остаются той же длины. Саркомер определяется как расстояние между двумя последовательными Z-дисками или Z-линиями; когда мышца сокращается, расстояние между Z-дисками уменьшается.Зона H — центральная область зоны A — содержит только толстые волокна и укорачивается при сокращении. Полоса I содержит только тонкие нити и также укорачивается. Полоса А не укорачивается — она остается той же длины, — но полосы А разных саркомеров сближаются во время сокращения и в конечном итоге исчезают. Тонкие нити тянутся толстыми нитями к центру саркомера, пока Z-диски не приблизятся к толстым нитям. Зона перекрытия, в которой тонкие волокна и толстые волокна занимают одну и ту же площадь, увеличивается по мере продвижения тонких волокон внутрь.
АТФ и сокращение мышц
Движение сокращения мышц происходит, когда миозиновые головки связываются с актином и тянут актин внутрь. Это действие требует энергии, которую обеспечивает АТФ. Миозин связывается с актином в сайте связывания на глобулярном белке актина. Миозин имеет еще один сайт связывания АТФ, в котором ферментативная активность гидролизует АТФ до АДФ, высвобождая молекулу неорганического фосфата и энергию.
Связывание АТФ заставляет миозин высвобождать актин, позволяя актину и миозину отделяться друг от друга.После этого вновь связанный АТФ превращается в АДФ и неорганический фосфат, P i . Фермент в сайте связывания миозина называется АТФаза. Энергия, выделяющаяся при гидролизе АТФ, изменяет угол наклона головки миозина в «взведенное» положение. Головка миозина тогда находится в положении для дальнейшего движения, обладая потенциальной энергией, но АДФ и P i все еще прикреплены. Если сайты связывания актина закрыты и недоступны, миозин будет оставаться в высокоэнергетической конфигурации с гидролизованным АТФ, но все еще присоединенным.
Если сайты связывания актина открыты, образуется поперечный мостик; то есть головка миозина охватывает расстояние между молекулами актина и миозина. Затем высвобождается P i , позволяя миозину расходовать накопленную энергию в качестве конформационного изменения. Головка миозина движется к линии М, увлекая за собой актин. Когда актин вытягивается, волокна перемещаются примерно на 10 нм в сторону M-линии. Это движение называется рабочим ходом, так как это шаг, на котором создается сила.Когда актин тянется к линии M, саркомер укорачивается, а мышца сокращается.
Когда миозиновая головка «взведена», она содержит энергию и находится в высокоэнергетической конфигурации. Эта энергия расходуется, когда миозиновая головка движется во время силового удара; в конце силового удара миозиновая головка находится в низкоэнергетическом положении. После силового удара ADP высвобождается; однако образовавшийся поперечный мостик все еще на месте, а актин и миозин связаны вместе. Затем АТФ может присоединяться к миозину, что позволяет возобновить цикл поперечного моста, и может произойти дальнейшее сокращение мышц (Рисунок 11.30).
Концепция в действии
Посмотрите это видео, в котором объясняется, как сигнализируется сокращение мышцы.
Скелет человека — это эндоскелет, состоящий из осевого и аппендикулярного скелета. Осевой скелет состоит из костей черепа, косточек уха, подъязычной кости, позвоночника и грудной клетки. Череп состоит из восьми черепных костей и 14 лицевых костей. Шесть костей составляют косточки среднего уха, а подъязычная кость расположена на шее под нижней челюстью.Позвоночный столб состоит из 26 костей, окружает и защищает спинной мозг. Грудная клетка состоит из грудины, ребер, грудных позвонков и реберных хрящей. Аппендикулярный скелет состоит из верхних и нижних конечностей. Грудной пояс состоит из ключиц и лопаток. Верхняя конечность состоит из 30 костей руки, предплечья и кисти. Тазовый пояс прикрепляет нижние конечности к осевому каркасу. Нижняя конечность включает кости бедра, голени и стопы.
Структурная классификация суставов делит их на фиброзные, хрящевые и синовиальные суставы. Кости фиброзных суставов скреплены волокнистой соединительной тканью. Хрящевые суставы — это суставы, в которых кости соединены хрящами. Синовиальные суставы — это суставы, у которых есть пространство между соседними костями. Движение синовиальных суставов бывает угловым и вращательным. Угловые движения возникают при изменении угла между костями сустава. Вращательное движение — это движение кости, когда она вращается вокруг своей продольной оси.
Тело состоит из трех типов мышечной ткани: скелетных мышц, сердечных мышц и гладких мышц. Мышцы состоят из отдельных клеток, называемых мышечными волокнами. Мышечные волокна состоят из миофиламентов, состоящих из белков актина и миозина, расположенных в единицах, называемых саркомерами. Сокращение мышцы происходит за счет комбинированного действия миозиновых и актиновых волокон, скользящих друг мимо друга, когда миозиновые головки связываются с актиновым волокном, изгибаются, разъединяются, а затем повторяют процесс.
Глоссарийаппендикулярный скелет: скелет, состоящий из костей верхних конечностей, которые служат для захвата предметов и манипулирования ими, и нижних конечностей, которые обеспечивают передвижение.
слуховые косточки: (также кости среднего уха) кости, которые преобразуют звуки из воздуха в вибрации в заполненной жидкостью улитке
осевой скелет: скелет, который образует центральную ось тела и включает кости черепа, косточки среднего уха, подъязычную кость горла, позвоночный столб и грудную клетку (грудную клетку)
ткань сердечной мышцы: мышечная ткань, обнаруженная только в сердце; сердечные сокращения перекачивают кровь по всему телу и поддерживают кровяное давление
хрящевой сустав: сустав, в котором кости соединены хрящом
фиброзный сустав: сустав, скрепленный волокнистой соединительной тканью
подъязычная кость: кость, которая находится ниже нижней челюсти в передней части шеи
сустав: точка, в которой встречаются две или более костей
миофибриллы: длинные цилиндрические структуры, расположенные параллельно мышечным волокнам
миофиламент: небольшие структуры, из которых состоят миофибриллы
грудной пояс: кости, передающие силу, создаваемую верхними конечностями, на осевой скелет
тазовый пояс: кости, передающие силу, создаваемую нижними конечностями, на осевой скелет
сарколемма: плазматическая мембрана волокна скелетных мышц
саркомер: функциональная единица скелетной мускулатуры
Ткань скелетных мышц: образует скелетные мышцы, которые прикрепляются к костям и контролируют передвижение и любое движение, которое можно сознательно контролировать
череп: кость, которая поддерживает структуры лица и защищает мозг
гладкая мышечная ткань: мышца, которая находится в стенках полых органов, таких как кишечник, желудок и мочевой пузырь, а также вокруг проходов, таких как дыхательные пути и кровеносные сосуды
синовиальные суставы: единственные суставы, у которых есть пространство между соседними костями
грудная клетка: (также грудная клетка) скелет грудной клетки, состоящий из ребер, грудных позвонков, грудины и реберных хрящей
позвоночник: (также позвоночник) столб, который окружает и защищает спинной мозг, поддерживает голову и действует как точка крепления для ребер и мышц спины и шеи
.