Структурной основой мышц является мышечное волокно. У человека мышечные волокна вместе с рецепторными образованиями объединены в структурно-функциональные рефлекторные единицы – нервно-мышечные волокна. Их подразделяют на быстрые (фазические) и медленные (тонические). Фазические волокна составляют основу быстрых мышц; тонические волокна – медленных.
Мышечные волокна при гистологическом исследовании – окраске гематоксилином – приобретают белый и красный цвета. Из-за отсутствия или незначительного содержания фермента миоглобина мышечные волокна, обеспечивающие быструю фазную двигательную активность, окрашены в белый цвет. Мышечные волокна, которые длительно поддерживают неколебательные сокращения, содержат много миоглобина и отличаются красным цветом.
В структуре белых мышц есть упорядоченные внутриклеточные мембраны и много мышечных волокон при сравнительно небольшом объеме клеточной жидкости; там преобладает анаэробный гликолиз. Для красных мышц характерно хаотичное расположение внутриклеточных мембран и обилие цитоплазматических органелл, в особенности митохондрий – дыхательных ферментов, осуществляющих аэробный гликолиз (а он зависит от кислорода при низкой способности расщеплять гликоген и высоком липидном обмене).
Фазические волокна крупнее по размеру, в них высока концентрация гликогена и энзимов, участвующих в анаэробном окислении. Тонические волокна меньше по размеру и имеют высокую концентрацию энзимов, участвующих в аэробном окислении; гликоген в них отсутствует.
У тонической мышцы высокая вязкость. Тонические скелетные мышцы работают как функциональное депо сердечно-сосудистой системы, то есть обеспечивают значительное поступление межклеточной жидкости в вены.
Повторим еще раз: тонические постуральные мышцы постоянно напряжены, они сокращаются медленно, выполняют длительную, постоянную работу, мало утомляясь.
Фазические быстрые (белые) мышцы в филогенетическом отношении моложе и менее эластичные. Они сокращаются с высокой скоростью, развивают большую силу, но быстро утомляются.
Если произошло небольшое растяжение быстрого волокна, то его механическая реакция сводится лишь к значительному противодействию, тогда как медленное волокно в аналогичной ситуации смещается и медленно восстанавливает необходимую длину.
Если мышца не растянута, то в одиночном мышечном волокне регистрируется низкая частота разрядов. Если раздражить чувствительный корешок или непосредственно мышцу и вызвать ее сокращение, то напряжение мышечного волокна снизится и частота разрядов уменьшится. Такое уменьшение частоты импульсации при мышечном сокращении обозначается паузой. Напротив, если таким же образом выделенное из двигательного корешка волокно отходит от сухожильного органа, то сокращение увеличивает частоту импульсации.
Совместная деятельность мышечных волокон и сухожильных органов передает периферическую чувствительную информацию о состоянии скелетных мышц, степени сокращения мышечных волокон, натяжении сухожилий, величине суставного угла и скорости движения в суставе.