Поперечнополосатые мышцы названы так потому, что под микроскопом отчетливо видны длинные полоски и пересекающие их поперечные линии. Эти мышцы состоят из вытянутых клеток, длина которых достигает у человека пяти сантиметров, а толщина — пяти микрон. Каждая мышечная клетка, или волокно, заключено в эластичную оболочку, внутри расположены ядро, цитоплазма и миофибриллы — основной сократительный аппарат мышцы.
Только в эпоху создания электронного микроскопа, увеличивающего объект исследования в сотни тысяч раз, стало возможным рассмотреть сократительный аппарат более детально. С помощью ультразвука удалось каждую миофибриллу расщепить на множество нитей. При этом были выделены толстые и тонкие нити. В мышечной клетке они расположены в строго определенном геометрическом порядке: вытянуты вдоль всей клетки так, что тонкие нити находятся между толстыми.
Сами нити построены из белков: тонкие из белка актина, толстые — из миозина. Эти белки интересны тем, что способны соединяться друг с другом, образуя совершенно новый белок — актомиозин, который обладает замечательным свойством — сократимостью.
Работы многих ученых, исследовавших мышечное волокно под электронным микроскопом с применением киносъемки, позволили этап за этапом воспроизвести сложнейший процесс мышечного сокращения. В периоде покоя тонкие нити, закрепленные на вертикальных полосках, располагаются возле толстых нитей так, что едва заходят друг за друга. При сокращении тонкие нити смыкаются, и получается строгое чередование сплошных длинных тонких и коротких толстых нитей.
Ученым удалось с помощью электронного микроскопа обнаружить на толстых нитях небольшие шипики, которыми они во время сокращения скрепляются с тонкими, образуя своего рода механизм зубчатой передачи.
Таким образом, мы установили, что биохимия мышечного сокращения — это не что иное, как соединение двух белков и образование третьего — сократимого белка. Но откуда организм черпает энергию для мышечного сокращения?
МОГУЩЕСТВЕННАЯ АТФ
Любое движение, происходящее в организме, требует затраты энергии. Основным источником ее служат особые фосфорные соединения, которые образуются в теле человека в результате многих последовательных химических реакций. Из таких соединений наиболее важный — аденозинтрифосфат, сокращенно называемый АТФ. В состав молекулы этого вещества входят три остатка фосфорной кислоты, причем два из них очень непрочно связаны с остальной частью молекулы АТФ. Когда в процессе многоступенчатых химических превращений такие связи разрываются, высвобождается энергия, необходимая организму для самых различных процессов жизнедеятельности.