МЫШЦА КАК ЦЕЛОСТНЫЙ ОРГАН

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА МЫШЕЧНОЙ СИСТЕМЫ

МЫШЕЧНАЯ СИСТЕМА

• Мышечная система представляет собой активную часть систе­мы органов движения. Она состоит из мышц и их вспомогатель­ных органов. Закрепляясь на скелете как на системе рычагов, мышцы при своем сокращении производят различные движения тела, укрепляют скелет в определенном положении и одновремен­но придают форму телу животного.

Движения животного крайне разнообразны. Животное может или перемещаться в пространстве, или только изменять положе­ние отдельных частей своего тела относительно друг друга

ния животного являются ответом на раздражение, полученное из внешней или внутренней среды. В момент острого нервного воз­буждения под влиянием чувства гнева, отчаяния, опасности сила мышц чрезвычайно увеличивается. На любое раздражение (меха­ническое, химическое, электрическое) мышца отвечает укороче­нием, т. е. сокращением.

В процессе работы, производимой мышечной системой, до 70 % химической энергии, получаемой с кровью, переходит в теп­ловую, а в механическую работу — лишь около 30 %. Следователь­но, скелетная (соматическая) мускулатура — это не только актив­ная часть системы органов произвольного движения, но и орган теплообразования.

Общая масса скелетных мышц составляет около 60 % и зависит от массы и породы животного, его возраста и условий жизни.

По строению и функциональным признакам мышечную ткань подразделяют на поперечно-полосатую (произвольную) и гладкую (непроизвольную). Мускулатура головы, шеи, туловища, конечно­стей и некоторых внутренних органов (глотки, верхней части пи­щевода, гортани) поперечно-полосатая (скелетная), а в стенках внутренних органов, кровеносных сосудов, протоках желез, кожи гладкая.

Строение мышцы.Скелетная мышца (мускул) — активный орган произвольного движения, состоит из двух различных по функции и строению частей: мышечного брюшка и сухожилий (рис. 35). Мышечное брюшко, сокращаясь, производит работу, а сухожилия служат для закрепления брюшка на костях как рычагах движения.

Мышечное брюшко построено из паренхимы (мышеч­ных волокон), нервов, сосудов и стромы (соединительнотканного остова). Сухожилие мышц состоит из коллагеновых воло­кон, упакованных в соединительнотканный остов с нервами, кро­веносными сосками. Мышца иннервируется соматическим и симпатическим (для сосудов) нервами, содержащими двигатель­ные и чувствительные нервные волокна.

Каждое мышечное волокно снабжено большим количеством кровеносных капилляров, которые образуют вокруг него узко-или широкопетлистые сети, и покрыто тонкой соединительно­тканной нежной оболочкой — эндомизием. Отдельные мышечные волокна соединены в пучки первого, второго и третьего порядка, которые окружены внутренним перимизием, образованным перего­родками, отходящими от наружного перимизия — плотной соеди­нительнотканной оболочки, покрывающей каждую мышцу. В пе-ремизии у упитанных животных накапливается жир, образуя

Рис. 35. Строение мышцы как органа:

а — внешний вид двуперистой мышцы; б — многоперистая мышца на продольном разрезе; в — поперечный разрез мышцы (микроскопическое строение); / — сухожилие мышцы; 2 — нерв; 3 — артерия; 4 — вена; 5 — ворота мышцы с сосудисто-нервным пучком; 6 — анатомический поперечник мышечного брюшка; 7 — физиологический поперечник (суммарный) мышечного брюшка; 8— наружный перимизий; 9— внутренний перимизий; 10 — пучки мышечных воло­кон; 11 — надкостница; 12 — подсухожильная бурса; г — схема строения мышцы как органа: / — чувствительные нервные волокна с мышц; 2 — чувствительные нервные волокна с сухожи­лий волокон; 3 — чувствительные нервные волокна с сосудов; 4 — двигательные нервные волокна в мышцах; 5 — двигательные волокна в сосудах

слойки в мышцах. Такая мраморность характерна для высшей ка­тегории мяса.

Цвет мышц зависит от вида, пола, возраста, упитанности жи­вотных и топографии мышц. Например, мышцы у молодых жи­вотных светлее, чем у взрослых; у крупного рогатого скота светлее, чем у лошадей; на туловище светлее, чем на конечностях; у диких животных мышцы более темные, чем у домашних. Темные мыш­цы богаче миоглобином (белок, связанный с молекулой железа), с более густой сетью кровеносных сосудов и их кровенаполнением.

Пластинчатые мышцы характеризуются плоской формой брюшка, сухожилий и расположены в основном на туловище. Толстые мышцы могут быть самой разнообразной формы — ве­ретенообразной, грушевидной, конусовидной. Некоторые мыш­цы имеют несколько головок (дву-, трех- и четырехглавые). Встречаются мышцы с двумя брюшками (двубрюшные). В состо­янии покоя мышца относительно напряжена, что называют то­нусом мышцы.

Классификация скелетных мышц.Мышцы, выполняющие раз­личные функции, отличаются друг от друга строем и делятся на динамические и статодинамические. В них различают анатоми­ческий и физиологический поперечники. Анатомический попереч­ник проектируется перпендикулярной плоскостью, проведенной через середину мускульного брюшка, а физиологический поперечник проектируется перпендикулярно направлению волокон.

Динамические мышцы по типу строения относят к простым мышцам, состоящим из пучков мышечных волокон, иду­щих параллельно продольной оси мышцы. У этих мышц анатоми­ческий и физиологический поперечники равны, они имеют наи­больший размах движения (плечеголовная, прямая мышца живота и т. д.). При сокращении такие мышцы выигрывают в расстоянии, но проигрывают в силе.

Статодинамические мышцы имеют перистое стро­ение и могут быть одно-, дву- и многоперистые (рис. 36). В одно-перистых мышцах пучки мышечных волокон идут в одном на­правлении косо, продольно оси волокна, так как сухожилия, к ко­торым они прикрепляются, расположены на противоположных концах и поверхностях мышечного брюшка и образуют блестящие тяжи — «сухожильные зеркала». В двуперистых мышцах пучки мышечных волокон идут косо, но уже в двух направлениях, между тремя сухожилиями, одно из которых находится в середине мы­шечного брюшка, а два других — с противоположного конца, ок­ружая его с двух сторон. В многоперистых мышцах пучки мышеч­ных волокон проходят во многих направлениях, так как внутрь брюшка проникает несколько сухожилий.

Объем работу каждой мышцы измеряется затраченной силой, умноженной на затраченный путь.

мо пропорционален их длине. Для определения силы мышц ис­пользуют условную площадь физиологического поперечника, ко­торый у перистых мышц всегда больше анатомических. Поэтому многоперистые мышцы выигрывают в силе, но проигрывают в расстоянии. Таким образом, сила мышц зависит от физиологичес­кого поперечника и от количества мышечных волокон.

Внутреннее строение мышц характеризует не только их физио­логическую мышечную работоспособность, но и их пищевую цен­ность. Она выше у одноперистых и ниже у многоперистых, так как в последних внутри мышц находится большое количество волок­нистой соединительной ткани, которая содержит неполноценный белок, в связи с чем качество мяса снижается.

Мясо с анатомической точки зрения.Мясом называют части туш убойных животных, в которых кроме мышечной ткани присут­ствуют хрящи, кости, связки, сосуды, нервы, лимфоузлы, жировая и соединительная ткани. Наиболее важной составной частью мяса по объему, питательной и биологической ценности является попе­речно-полосатая мышечная ткань убойных животных. Каждая мышца — гетерогенная популяция разных типов мышечных воло­кон. На светооптическом уровне различают красные мышечные волокна, белые мышечные волокна и переходные формы.

Белые мышечные волокна характеризуются плот­ной упаковкой миофибрилл и относительно небольшим количе­ством саркоплазмы, митохондрий и липидных включений, но зна­чительным количеством гликогена. Количество мышечных воло­кон разных типов и их соотношение не только различно в отдельных мышцах и их группах, но и изменяется у животных с возрастом. Так, с увеличением возраста свиней от 90 до 365 дней в длиннейшем мускуле спины количество белых волокон возрастает с 48 до 62 %. Показана тенденция увеличения диаметра белых во­локон с 42 до 100 мкм. Белые мышечные волокна имеют высокую скорость сокращения и относятся к быстро утомляемым.

Красные мышечные волокна характеризуются рыхлой упаковкой миофибрилл, большим количеством сарко­плазмы, хорошо развитым митохондриальным аппаратом и боль­шой насыщенностью липидами. Для красных волокон в отличие от белых характерны медленное сокращение и высокая длитель­ность этого процесса.

Промежуточные волокна резко отличаются от крас­ных и белых и обладают незначительной сократительной способ­ностью.

Разные мышечные волокна в силу специфических функцио­
нальных условий их деятельности обладают неодинаковой силой,
скоростью и длительностью сокращения и в связи с этим различа­
ются и по строению. Красные мышечные волокна преобладают в
мышцах динамического типа, а белые — в мышцах статического и
статодинамического типа.

Соотношение различных тканей значительно колеблется и зависит от вида животного, породы и других факто­ров. В мясной туше содержится 50—70 % мышечной ткани и око­ло 20 % жировой ткани. Костной ткани в говяжьей туше 21—32 %, в туше мелкого рогатого скота 8—17, в свиных тушах 5—9 %. В пос­ледних соединительная ткань более мягкая, чем в бараньих и говя­жьих тушах.

Основным сырьем для мясоперерабатывающих предприятий служат крупный рогатый скот, свиньи, овцы, птица и другие жи­вотные. Крупный рогатый скот мясного направления скороспе­лый: масса молодняка в 15—20-месячном возрасте достигает 450 кг, убойный выход составляет 52—58 %; масса взрослых жи­вотных 650—800 кг, убойный выход 45—48 %. Крупный рогатый скот мясо-молочного направления в 15—17-месячном возрасте имеет массу 300—420 кг, а молочного направления — 280—380 кг. Масса взрослых коров 435 кг, быков 650—700 кг.

Свиньи — скороспелые многоплодные животные. В 8—9-ме­сячном возрасте их масса достигает 100—120 кг, свиноматок — 200— 240, хряков — 300—350 кг, убойный выход — до 75 %. В за­висимости от способов откорма, качества мяса и жира выделяют жирное, мясное и беконное направления выращивания свиней.

У овец различают мясное, шерстное и комбинированное на­правления. Масса овец мясных пород 63—83 кг, баранов 87— 116 кг, убойный выход 55—65 %. Среди птиц, поступающих на убой, куры занимают около 60 % (убойный выход 91 %), утки — 35, гуси - 2 %.

В последнее время выявлены большие различия в качествен­ных показателях мяса, связанные с изменением экологической об­становки, условий содержания, кормления, со стрессовыми фак­торами в период транспортировки и предубойного содержания, которые часто приводят к появлению мяса с синдромами PSEи DFD. Мясо с низким значением рН (ниже 5,6) характеризуется как бледное, мягкое, водянистое (PSE-мясо), а мясо с высоким значением рН (выше 6,2) — темное, клейкое, плотной консистен­ции (DFD-мясо).

Развитие свойств DFD- и PSE-мяса можно рассматривать как отклонения от нормального физиологического и биохимического состояния организма. Оба эти порока в той или иной мере вклю­чают в себя нарушения нормальной целостности клеточных структур.

2.2.3. ОСНОВНЫЕ ФИЗИОЛОГИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

Сократимость — основное свойство мышечной ткани, которое заключается в изменении длины и степени напряжения мышечного волокна в ответ на раздражение определенной (поро­говой) силы. Различают изотоническое сокращение, при котором изменяется в основном длина мышечного волокна, и изометричес­кое сокращение, когда в основном возрастает напряжение мышеч­ного волокна. В целом при работе мышц изменяются их длина и степень напряжения.

Возбудимость мышечной ткани характеризуется тем, что возбуждение, возникшее в мышечном волокне, распространяется по нему. Скорость распространения потенциала действия в нервных миелиновых волокнах составляет около 100—120 м/с, в безмиели-новых нервных волокнах — около 10, в соматических мышечных волокнах меньше — около 5 м/с.

В обычных физиологических условиях скелетная мышца легко­ возбудима и сокращается на 5 % своей длины, причем эти сокра­щения длятся около 0,1 с (10 раз в 1 с). Мышцы внутренних орга­нов (гладкие) обладают слабой возбудимостью и сокращаются медленно, на каждое сокращение затрачивают несколько секунд.

Рефрактерность мышечной ткани проявляется резким снижением ее возбудимости при возникновении пика потенциала действия (длится около 35 мс).

Лабильность мышечной ткани заключается в возможнос­ти воспроизводить 200—250 волн возбуждения в 1 с. В зависимос­ти от частоты раздражения (или от частоты нервных импульсов) различают одиночное или тетаническое длительное сокращение мышц, которые образуют стенки внутренних трубчатых органов и кровеносных сосудов.

В результате длительной работы мышц может понизиться их работоспособность, наблюдается утомление мышц. В мышцах на­капливаются продукты обмена, главным образом молочная, фос­форная кислоты и другие, вызывающие утомление, при котором увеличивается продолжительность мышечного сокращения за счет замедленного расслабления мышцы.

После прекращения жизни происходит окоченение — мышцы становятся плотными и как бы застывают в том положении, в ка­ком их застала смерть. Если животное перед смертью было утом­лено, то окоченение наступает очень быстро, иногда в момент смерти. Окоченение мышц продолжается при обычной температу­ре около суток, после чего постепенно наступает расслабление в связи с распадом некоторых веществ мышечной ткани.

Реакция мяса после расслабления из щелочной переходит в кислую. Мясо становится мягким, нежным, сочным, ароматным и приобретает слегка кисловатый запах. По мере изменения реак­ции (рН) мяса создаются условия, способствующие действию раз­личных тканевых и протеолитических ферментных систем, что приводит к улучшению консистенции мяса и повышению переваримости продукта пищеварительными ферментами. Этот процесс, происходящий в мясе под действием ферментов, называют процес­сом созревания мяса (автолизом), он развивается в определенной последовательности.

При надавливании пальцем на поверхность разреза мышц из них вытекает сок. Мышцы способны набухать, поглощая воду. При жизни животного наибольшее количество воды, находящейся / в его теле, содержится в мышцах. Вода поглощается белками, вхо­дящими в состав мышц. При высушивании, посоле и заморажива­нии мышцы отдают воду.