Мышечные ткани — это ткани, для которых способность к сокращению является главным свойством. Мышечные ткани составляют активную часть опорно-двигательного аппарата (пассивной частью являются кости, соединения костей).
Общими свойствами всех мышечных тканей является сократимость и возбудимость. К данной группе тканей относятся гладкая, поперечнополосатая скелетная и поперечнополосатая сердечная мышечные ткани. Клетки мышечной ткани имеют хорошо развитый цитоскелет, содержат много митохондрий.
Гладкая (висцеральная) мускулатура
Эта мышечная ткань встречается в стенках внутренних органах (бронхи, кишечник, желудок, мочевой пузырь), в стенках сосудов, протоках желез. Эволюционно является наиболее древним видом мускулатуры.
Состоит из веретенообразных миоцитов — коротких одноядерных клеток. Между клетками имеются межклеточные контакты — нексусы (лат. nexus — связь). Благодаря нексусам возбуждение, возникшее в одной клетке, волнообразно распространяется на все остальные клетки.
Гладкая мышечная ткань отличается своей способностью к длительному тоническому напряжению, что очень важно для работы внутренних органов (к примеру мочевого пузыря), сокращается медленно, практически не утомляется. Скелетная мышечная ткань, которую мы изучим чуть позже, такой способностью не обладает — сокращается и утомляется быстро.
Осуществляется сокращение с помощью клеточных органоидов — миофиламентов, которые расположены в клетке хаотично и не имеют такой упорядоченной структуры, как миофибриллы в скелетной мускулатуре (все познается в сравнении, уже скоро мы их тоже изучим).
Особо заметим, что в гладкой мышечной ткани миофиламенты собираются в миофибриллы только во время сокращения. У таких временных миофибрилл не может быть регулярной организации, а значит ни у таких миофибрилл, ни у гладких миоцитов не может быть поперечной исчерченности.
Гладкая мышечная ткань сокращается непроизвольно (неподвластна воле человека). Работа гладких мышц обеспечивается вегетативной (автономной) нервной системой. К примеру невозможно по желанию сузить или расширить бронхи, кровеносные сосуды, зрачок.
Гладкая мышечная ткань называется неисчерченной, так как не обладает поперечной исчерченностью, характерной для поперечнополосатых скелетной и сердечной мышечных тканей.
Скелетная (поперечнополосатая) мышечная ткань
Скелетная мышечная ткань образует диафрагму (дыхательную мышцу), мускулатуру туловища, конечностей, головы, голосовых связок.
В отличие от гладкой мускулатуры, скелетная образована не отдельными одноядерными клетками, а длинными многоядерными волокнами, имеющими до 100 и более ядер — миосимпластами. Миосимпласт (греч. sim — вместе + plast — образованный) представляет совокупность слившихся клеток, имеет длину от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров (соответствует длине мышцы).
Внутри миосимпласта находится саркоплазма, снаружи миосимпласт покрыт сарколеммой. Сократительные элементы — миофибриллы (лат. fibra — волоконце) — длинные тяжеобразные органеллы в миосимпласте (около 1400).
Характерная черта данной ткани — поперечная исчерченность, выражающаяся в равномерном чередовании светлых и темных полос на мышечном волокне. Это происходит потому, что границы саркомеров в соседних миофибриллах совпадают, вследствие чего все волокно приобретает поперечную исчерченность. Теперь самое время изучить микроскопическую основу мышцы — саркомер.
Саркомер (от греч. sarco — мясо (мышца) + mere — маленький)
Саркомер — элементарная сократительная единица поперечнополосатых мышц, структурная единица миофибриллы. В состав саркомера (и миофибриллы в целом) входят миофиламенты (лат. filamentum — нить) двух типов, которые обеспечивают сократимость мышечной ткани.
Саркомер состоит из актиновых (тонких) и миозиновых (толстых) филаментов, которые образованы главным образом белками актином и миозином. Сокращение происходит за счет взаимного перемещения миофиламентов: они тянутся навстречу друг другу, саркомер укорачивается (и мышца в целом).
Источником энергии для сокращения служат молекулы АТФ. К тому же невозможно представить сокращение мышц без участия ионов кальция: именно они связываются с тропонином, что приводит к изменению конформации тропомиозина (тропонин и тропомиозин — регуляторные белки между нитями актина), за счет чего становится возможно соединение актина и миозина. При сокращении мышц выделяется тепло (сократительный термогенез).
Читайте также: Елочки из бумаги ткани
Замечу, что трупное окоченение (лат. rigor mortis) — посмертное затвердевание мышц — связано именно с ионами кальция, которые устремляются в область низкой концентрации (в саркоплазму миосимпласта), способствуя связыванию актина и миозина.
После смерти в мышце перестает синтезироваться АТФ, ее уровень быстро снижается. Как следствие этого перестает функционировать Ca-АТФаза — насос, выкачивающий ионы Ca из саркоплазмы в саркоплазматический ретикулум (мембранная органелла мышечных клеток (сходная с ЭПС), в которой запасаются ионы Ca).
В саркоплазме повышается концентрация ионов Ca — замыкаются мостики между актином и миозином, однако разомкнуться они уже не могут, в связи с чем наблюдается стойкая мышечная контрактура (лат. contractura — стягивание, сужение): конечности очень сложно разогнуть или согнуть.
Вернемся к скелетным мышцам. Имеется еще ряд важных моментов, о которых нужно знать.
В процесс возбуждения вовлекается изолированно один миосимпласт, соседние миосимпласты (волокна) не возбуждают друг друга, в отличие от гладких миоцитов, где возбуждение предается между соседними клетками через нексусы. Скелетные мышцы сокращаются быстро и быстро утомляются (у гладких мышц фазы сокращения и расслабления растянуты во времени, мало утомляются) .
Скелетные мышцы сокращаются произвольно: они подконтрольны нашему сознанию. К примеру, по желанию мы можем изменить скорость движения руки, темп бега, силу прыжка. Мышцы покрыты фасцией, крепятся к костям сухожилиями, и, сокращаясь, приводят в движение суставы.
Сердечная поперечнополосатая мышечная ткань
Сердечная мышечная ткань образует мышечную оболочку сердца — миокард (от др.-греч. μῦς «мышца» + καρδία — «сердце»). Миокард — средний слой сердца, составляющий основную часть его массы. При работе сердечная мышечная ткань не утомляется.
Сердечная мышечная ткань состоит из кардиомиоцитов — одиночных клеток, имеющих поперечную исчерченность. Соединяясь друг с другом, кардиомиоциты образуют функциональные волокна.
Этот тип мышечной ткани удивительным образом сочетает свойства двух предыдущих, изученных нами, тканей (возбудимость, сократимость) и имеет одно новое уникальное свойство — автоматизм.
Автоматизм — способность сердечной мышечной ткани возбуждаться и сокращаться самопроизвольно, без влияний извне. Это легко можно подтвердить, наблюдая сокращения изолированного сердца лягушки в физиологическом растворе: сокращения сердца в нем будут продолжаться несколько десятков минут после отделения сердца от организма.
Места контактов соседних кардиомиоцитов — вставочные диски (в их составе находятся нексусы), благодаря которым возбуждение одной клетки передается на соседние, таким образом волнообразно охватываются возбуждением и сокращаются новые участки миокарда.
Большое число контактов между кардиомиоцитами обеспечивает высокую эффективность и надежность проведения возбуждения по миокарду. Сокращается эта ткань непроизвольно, не утомляется.
На рисунке или микропрепарате узнать данную ткань можно по центральному положению ядер в клетках, поперечной исчерченности, наличию вставочных дисков и анастомозов (греч. anastomosis — отверстие) — мест соединений боковых поверхностей функциональных волокон (кардиомиоцитов).
В норме возбуждение проводится по проводящей системе сердца от предсердий к желудочкам (однонаправленно). Участок сердечной мышцы, в котором генерируются импульсы, определяющие частоту сердечных сокращений — водитель сердечного ритма.
Автоматизм возможен благодаря наличию в миокарде особых пейсмекерных (англ. pacemaker — задающий ритм) клеток, которые также называют водителями ритма. Они спонтанно генерируют нервные импульсы, которые охватывают весь миокард, в результате чего осуществляется сокращение. Именно благодаря водителям ритма сердце лягушки продолжает биться, будучи полностью отделенным от тела.
Ответ мышц на физическую нагрузку
Физические нагрузки приводят к гипертрофии мышц (от др.-греч. ὑπερ- чрез, слишком + τροφή — еда, пища) — в них увеличивается количество мышечных волокон, объем мышечной массы нарастает.
В условиях гиподинамии (от греч. ὑπό — под и δύνᾰμις — сила), то есть пониженной активности, мышцы уменьшаются вплоть до полной атрофии (греч. а – «не» + trophe – питание). В худшем случае волокна мышечной ткани перерождаются в соединительную ткань, после чего пациент становится обездвиженным.
Читайте также: Стул изо ткань офисмаг
Необходимо отметить, что сердечная мышечная ткань также дает ответную реакцию на чрезмерную нагрузку: сердце увеличивается в размере, нарастает масса миокарда. Причиной могут быть генетические заболевания, повышенное артериальное давление. Гипертрофия сердца — состояние, требующее вмешательства врача и наблюдения за пациентом.
В большинстве случае гипертрофия сердца обратима, а у спортсменов наблюдается так называемая физиологическая гипертрофия (вариант нормы).
Происхождение мышц
Мышцы развиваются из среднего зародышевого листка — мезодермы.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2022
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение (в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования, обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Поперечнополосатая мышечная ткань
Топография, строение, классификация и функции мышечной ткани.
Плотная волокнистая соединительная ткань.
Плотная неоформленная — фиброцит + много межклеточного вещества,
коллагеновые и эластические волокна собраны в пучки, которые переплетаются в виде войлока. Находится у места прикрепления мышц к костям.
Плотная оформленная — отличие в том, что волокна располагаются параллельно и собраны в пучок. Участвуют в образовании связок, сухожилий, фасций, перепонок.
Ткань специального назначения подразделяется на:
1. Соединительная ткань с особыми свойствами:
а) Ретикулярная ткань — клетка ретикулоцит — многоотросчатая, отростки
образуют сплетения, много межклеточного вещества. Место расположения — кроветворные органы. Функция: Кровообразование.
б) Жировая – клетка липоцит, овальной формы. Топография – подкожно-жировая клетчатка, большой и малый сальник и т.д.
2.Скелетные твердые:
а) Костная ткань — клетка остеоцит. Остеоцит образуется из остеобластов и имеет отростки. Остеоцит лежит в костных полостях, а отростки заходят в костные канальца. В цитоплазме клетки есть органические и неорганические вещества, белки, жиры, углеводы. Межклеточного вещества много, в нем содержатся оссеиновые волокна, а органическое вещество цитоплазмы — оссеин — придает кости гибкость и эластичность. В костной ткани 3 вида клеток: остеобласты — клетки, образующие костную ткань; остеоциты — образуются из остеобластов; остеокласты — клетки разрушители. Они есть на местах перелома.
Различают 2 вида костной ткани:
Грубоволокнистая — оссеиновые волокна беспорядочно. Топография — основной скелет плода, у взрослых в местах присоединения мышц к кости.
Пластинчатая — компактное костное вещество. Из нее построены все кости скелета. Функции: 1.Опорная; 2.Обменная.
б) Хрящевая ткань — клетка хондроцит, межклеточного вещества много, содержит эластические и коллагеновые волокна.
Хондроцит — клетки овальной формы, расположены группами в аморфном бесструктурном веществе. Эластические и коллагеновые волокна в различном соотношении различны.
3 вида хрящей:
Гиалиновый — гомогенное межклеточное вещество, эластических и коллагеновых волокон мало. Располагаются на суставных поверхностях костей.
Эластический — в нем преобладает содержание эластических волокон.
Волокнистый — содержит коллагеновые волокна.
Кровь и лимфу будем рассматривать в теме: «Внутренняя среда организма».
Мышечная ткань — это вид ткани, которая осуществляет двигательные процессы в организме человека и животных при помощи специальных сократительных структур — миофибрилл. Миофибриллы — это мышечные нити.
Сокращение мышц приводит к перемещению тела в пространстве, движению его частей, органов, изменению их объема, напряжению стенок и т.д. Обязательным условием работы мышц является их прикрепление к опорным элементам.
Различают 2 типа мышечной ткани:
2. Поперечнополосатая (исчерченная):
Мышечная ткань образована клетками и межклеточным веществом.
Читайте также: Какая ткань для тюли лучше всего
1. Гладкая мышечная ткань — состоит из гладких миоцитов. Форма клеток веретенообразная с заостренными концами. В ней есть ядро, цитоплазма (саркоплазма), органеллы и оболочка (сарколемма). Клетки плотно прилежат друг к другу, располагаются параллельно одна другой и формируют мышечные слои. Сократительные миофибриллы располагаются по переферии клеток вдоль ее оси. Опорным аппаратом в гладкой мышечной ткани являются тонкие коллагеновые и эластические волокна, которые располагаются вокруг клеток и связывают их между собой. Гладкомышечная ткань развивается из мезинхимы. Располагается в стенках внутренних органов (кишечник, желудок, матка).
Сокращения непроизвольные, не подчиняются сознанию, хотя находятся под контролем коры больших полушарий головного мозга. Ткань может сокращаться постепенно, медленно и длительное время находиться в состоянии сокращения — тонус или тоническое сокращение — энергию затрачивает экономно и не устает.
а) Скелетная — образует скелетные мышцы, мышцы рта, глотки, частично пищевода, мышцы промежности и др.
Поперечнополосатый миоцит — это клетка цилиндрической формы с тупыми или заостренными концами, которыми волокна прилежат друг к другу или вплетаются в соединительную ткань сухожилий и фасций. У человека поперечнополосатые мышечные волокна имеют длину от нескольких миллиметров до 10см и больше. Сократительным аппаратом являются поперечнополосатые миофибриллы, которые образуют пучок волоконец, идущих от одного конца мышечного волокна к другому. Мышечные волокна имеют большое количество ядер — симпласт (могут иметь до нескольких сотен), много митохондрий, имеют саркоплазму, покрыты сарколеммой, под которой располагаются миофибриллы. В состав миофибрилл входят тончайшие волокна — миофиламенты (протофибриллы). Миофибриллы в мышечных волокнах расположены упорядоченно (одинаковые участки миофибрилл располагаются в волокне на одном и том же уровне), состоят из регулярно повторяющихся фрагментов (саркомеров) с разными оптическими и физико-химическими свойствами, что обуславливает поперечную исчерченность всего волокна. Т.е. одни темные участки — дважды преломляют свет, а другие светлые — вообще не преломляют свет. В цитоплазме мышечных волокон содержится миоглобин — красный цвет.
Различают красные, белые и промежуточные мышечные волокна (разное содержание миоглобина).
Между мышечными волокнами — сеть соединительной ткани — эндомизий. Снаружи мышцу покрывает плотная соединительная ткань — перимизий. Внутренний перимизий проникает вглубь мышцы между пучками мышечных волокон, в нем проходят сосуды и нервы.
Свойства скелетной мышечной ткани:
1. Произвольные (подчиняются коре больших полушарий головного мозга);
2. Непроизвольные (мышцы глотки, пищевода). Характерна высокая скорость сокращения и быстрая утомляемость — тетаническое сокращение.
б) Сердечная — есть только в сердце. Поперечнополосатыми мышечными клетками образована мышечная оболочка сердца — миокард. Мышечные клетки с помощью вставочных дисков соединяются в сердечные мышечные волокна. Они также соединяются между собой. Такая система соединения обеспечивает сокращения миокарда как единого целого. Атипичные сердечные миоциты образуют проводящую систему сердца. Пейсмекерные клетки. Пейсмекер — означает — задающий шаг. Клетка сердечной ткани — кардиомиоцит. Ртличие сердечной ткани в том, что состоит не из мышечных волокон, а из мышечных клеток — кардиомиоцитов. Структурная единица сердечной мышечной ткани — кардиомиоцит рабочий.
Кадиомиоциты бывают:
3. Секреторные (клетки предсердий вырабатывают некоторые гормоны). Кардиомиоцит по внешнему строению напоминает поперечнополосатый миоцит, имеет поперечнополосатую исчерченность. Межклеточное вещество аморфное + эластические и коллагеновые волокна. Эластические волокна преобладают. По периферии кардиомиоцита располагаются миофибриллы, которые окружены многочисленными митохондриями (саркосомами) и могут переходить из одной клетки в другую, образуя сердечный функциональный синцитий.
Свойства сердечной мышцы:
3. Сократимость. Сокращения непроизвольные.
Поперечнополосатая мышечная ткань развивается из мезодермы.
Миобласт— клетки, из которых развиваются мышечные волокна.
Мышечная ткань в определенных условиях может восстанавливаться, в отсутствие таких — замещается соединительной тканью, образующей рубец.