Гладкая мышечная ткань

Состоит из одноядерных клеток -- миоцитов веретеновидной формы длиной 20 -- 500 мкм. Их цитоплазма в световом микроскопе выглядит однородно, без поперечной исчерченности. Входит в состав стенок внутренних органов: кровеносных и лимфатических сосудов, мочевыводящих путей, пищеварительного тракта.(сокращение стенок желудка и кишечника)

Фибриллы сократительных белков (миофибриллы), расположенные в их цитоплазме, не имеют той жесткой структурной организации, которая характерна для рассмотренных выше двух других типов волокон. Гладкомышечные волокна имеют удлиненную веретеновидную форму с заостренными концами и центрально расположенным ядром. Гладкомышечные клетки могут образовывать во внутренних органах пласты или тяжи большой протяженности, объединенные соединительнотканными прослойками и пронизанные сосудами и нервами. Работа гладких мышц, как и сердечной, находится под контролем вегетативной нервной системы, и потому они являются непроизвольными. В функциональном отношении они отличаются от других типов мышц тем, что способны осуществлять относительно медленные движения и длительно поддерживать тоническое сокращение. Ритмические сокращения гладких мышц стенок желудка, кишок, мочевого или желчного пузыря обеспечивают перемещение содержимого этих полых органов. Яркий пример - перистальтические движения кишечника, способствующие проталкиванию пищевого комка. Функционирование сфинктеров полых органов непосредственно связано со способностью гладкой мускулатуры к длительным тоническим сокращениям; именно это позволяет надолго перекрывать выход содержимого таких органов, обеспечивая, например, накопление желчи в желчном пузыре. Тонус мышечного слоя стенок артерий определяет величину их просвета и тем самым уровень кровяного давления. При гипертонической болезни (гипертензии) повышенный тонус гладких мышц в стенках малых артерий и артериол приводит к значительному сужению их просвета, повышая сопротивление току крови. Аналогичная картина наблюдается при бронхиальной астме: в ответ на некоторые внешние или внутренние факторы резко возрастает тонус гладких мышц в стенках малых бронхов, вследствие чего просвет бронхов быстро сужается, нарушается выдох и возникает дыхательный спазм.

Мышечная система человека

В организме человека насчитывается примерно 300-330 парных поперечнополосатых мышц, которые в совокупности со скелетом образуют опорно-двигательный аппарат. Скелетная мышца состоит из множества мышечных волокон, расположенных параллельно друг другу. Эти многоядерные волокна порой достигают нескольких сантиметров в длину. В каждом мышечном волокне содержится большое количество упорядоченно расположенных миофибрилл, образованных специфическими белками, главными из которых являются актин и миозин. Мышечные волокна объединены в пучки, окруженные соединительной тканью. Множество таких пучков, в свою очередь, окружены как футляром волокнистой соединительной тканью. Соединительнотканные оболочки мышцы пронизаны кровеносными сосудами и снабжены нервами. В мышце различают мышечную и сухожильные части; утолщенную среднюю, активно сокращающуюся часть называют брюшком (телом), а два конца - головкой и хвостом. В зависимости от количества головок мышца бывает двуглавой, трехглавой и четырехглавой. У многих мышц на обоих концах имеются сухожилия, посредством которых они прикрепляются к костям. Сухожилия образованы плотной волокнистой соединительной тканью и способны выдерживать большие нагрузки при растяжении; прикрепляясь к костям, они плотно срастаются с надкостницей. У различных мышц они неодинаковы по ширине и длине и могут иметь форму шнура, ленты или широких плоских образований (например, у мышц, формирующих стенку брюшной полости), называемых сухожильным растяжением, или апоневрозом. В состав мышц входят также кровеносные сосуды и нервы.

Обычно мышца прикрепляется к двум различным костям. Функция ее сводится к тому, что при сокращении она или притягивает кости друг к другу, или удерживает их в определенном положении. При сокращении один конец мышцы остается неподвижным (фиксированная точка), а второй, прикрепленный к другой кости, меняет свое положение (подвижная точка). При выполнении различных движений фиксированная и подвижная точки могут меняться местами. Кости, соединенные суставами, при сокращении мышц действуют как механические рычаги. У животных (например, у лошадей) часть мышц прикрепляется к коже и образует широкий подкожный слой, играющий важную роль в защите от укусов насекомых. У людей мышцы этого типа сохранились лишь на голове и шее, особенно они хорошо развиты вокруг глаз и рта; это т.н. лицевые, или мимические, мышцы, с помощью которых выражается эмоциональное состояние человека. Сила мышцы, развиваемая в процессе сокращения или напряжения, зависит от анатомических, механических, физиологических и других факторов.

Названия присваивались мышцам на протяжении веков. Большей частью это описательные термины, отражающие размеры, положение, форму, строение, место прикрепления или функцию мышцы. Они до сих пор остаются в употреблении, например большая ромбовидная мышца (форма и размеры), квадратный пронатор (форма и функция), мышца, поднимающая лопатку (функция и прикрепление).

Размеры мышц варьируют от большой ягодичной мышцы, которая разгибает бедро, например при ходьбе по лестнице, до очень маленькой (длиной 3 мм) стремянной мышцы, регулирующей чувствительность уха к звуковым колебаниям.

Функции. Двигательная. Это одна из основных функций скелетных мышц. Мышцы способны развивать силу только при укорочении (т.е. могут только тянуть, а не толкать); следовательно, для того чтобы сместить кость, а затем вернуть ее в прежнее положение, необходимы по меньшей мере две мышцы или две группы мышц. Пары мышц, действующих таким образом, называются антагонистами. Классификация мышц по типам движений, производимых парами мышц-антагонистов, обширна; остановимся на одной из главных пар. Сгибатели сгибают конечность, притягивая два скелетных элемента друг к другу; разгибатели распрямляют конечность. Рассмотрим простейшее движение - сгибание руки в локте. В нем участвуют две группы мышц плеча: передняя (сгибатели) и задняя (разгибатели). Переднюю группу мышц составляют двуглавая мышца плеча (бицепс) и плечевая мышца, а заднюю - трехглавая мышца (трицепс) и малая локтевая мышца. Передняя, проходящая над локтевым суставом, группа при сгибании руки сокращается, а задняя, проходящая позади сустава, расслабляется. При выпрямлении руки укорачивается трицепс, а бицепс постепенно расслабляется, обеспечивая этим плавность движения.

Очень редко в движении участвует лишь одна пара мышц-антагонистов. Обычно каждое отдельное движение обеспечивается группами мышц; мышцы, действующие совместно и однонаправленно (например, группа сгибателей), называются синергистами.

Связующая. В отношении некоторых мышц не так важны движения, которые они производят, как те, которым они препятствуют. Так, группа из четырех мышц - малой круглой, подостной, надостной и подлопаточной - окружает плечевой сустав, удерживая верхний шаровидный конец (головку) плечевой кости в неглубокой суставной впадине. Мышцы стопы поддерживают свод стопы и являются еще одним примером мышц, сохраняющих взаиморасположение костей.

Функция поддержки. Брюшная полость образована преимущественно широкими плоскими мышцами, которые поддерживают внутренние органы. Передняя и боковая стенки полости покрыты тремя слоями мышц, а ее дно образовано у человека двумя мышцами: поднимающей задний проход и копчиковой (у четвероногих эти две мышцы обеспечивают движение хвоста).

Физиология. Физиология и биохимия мышечной деятельности - важная составляющая обмена веществ в организме.

Мышечная ткань - это группа тканей животных и человека, главной функцией которых является сокращение, что, в свою очередь, обуславливает перемещение в пространстве организма или его частей. Этой функции соответствует строение главных элементов мышечной ткани, которые имеют удлиненную форму и продольную ориентацию миофибрилл, в состав которых входят сократительные белки - актин и миозин. Как и эпителиальная, мышечная ткань является сборной тканевой группой, поскольку ее главные составляющие развиваются из различных эмбриональных зачатков.
В зависимости от строения своего сократительного аппарата мышечная ткань подразделяется на поперечно-полосатую (скелетную) и гладкую ткани, состоящие из различных гистогенетических типов, отличающихся по строению. Общее представление о классификации мышечной ткани дает следующая схема:

Поперечно-полосатая мышечная ткань

Источником ее развития являются клетки миотомов, образующиеся из дорсальной мезодермы. Поперечно-полосатая мышечная ткань состоит из удлиненных образований - мышечных волокон, которые имеют вид цилиндров с заостренными концами. Волокна достигают 80 мкм в диаметре и 12 см в длину. В центре мышечных волокон содержатся многоядерные образования (симпласты), к которым снаружи прилегают клетки - миосателиты. Волокна ограничены сарколеммой, образованной базальной мембраной и плазмолеммой симпласт.
Миосателлиотоциты располагаются под базальной мембраной мышечного волокна так, что их плазмолемма касается плазмолеммы симпласт. Эти клетки представляют собой камбиальный резерв скелетной мышечной ткани, за счет которого осуществляется регенерация ее волокон.
Кроме плазмолеммы, миосимпласты включают в себя цитоплазму (саркоплазму) и многочисленные ядра, расположенные по периферии. В околоядерном участке расположена слабо развитая гранулярная эндоплазматическая сетка и комплекс Гольджи. Мышечное волокно с его оболочкой, нервными окончаниями, кровеносными и лимфатическими капиллярами называется мышечной единицей (Мион).
Характерной особенностью волокон скелетной мускулатуры является поперечная полосатость, обусловленная чередованием двухзаламывающих (анизотропных) А-дисков и однозаламывающих (изотропных) И-дисков. В состав дисков входят миофибриллы, которые образуют сократительных аппарат волокон. Миофибриллы состоят из упорядоченных нитей сократительных белков актина и миозина. Эти нити закрепляются поперечно расположенными телофрагмамы и мезофрагмамы,
которые состоят из других белков. Отрезок миофибриллы между соседними телофрагмамы называется саркомера. Он представляет собой морфофункциональные единицу сократительного аппарата волокна. В его средней части расположена мезофрагма (М-линия на продольных срезах). От мезофрагмы в сторону телофрагмы отходят толстые (около 11 нм в поперечнике) нити миозина, а от телофрагмы навстречу им - тонкие (около 5 нм) нити актина.
Миозиновые нити - главный компонент темных дисков, а актиновые нити - светлых дисков. В составе темного диска актиновые и миозиновые нити располагаются параллельно. Средний отрезок А-диска имеет только миозиновые нити и называется Н-полоской (светлой зоной).
Для удобства рассмотрения структуры сократительного аппарата мышечного волокна необходимо запомнить так называемую формулу саркомера, которая отражает последовательное размещение его основных компонентов и выглядит так: телофрагма +1 / 2 диска 1 + 1 / 2 диска А + полоска М + + 1 / 2 диска А + 1 / 2 диска И + телофрагма.
Цитолемму симпластичной части мышечного волокна на уровне телофрагм образует глубокие выпячивания - поперечные или Т-трубочки (от лат. Transversus - поперечный). Параллельно этим трубочкам расположенные расширенные участки канальцев агранулярной эндоплазматической сети (конечные цистерны), которые сопровождают их с двух сторон. Вместе с Т-трубочками они образуют триады.
В конечных цистернах агранулярнои эндоплазматической сети в расслабленном состоянии мышечного волокна аккумулируются ионы кальция. Под влиянием распространения по цитолемме волокна и Т-трубочкам потенциала действия ионы кальция выходят из конечных цистерн, поступающих в миофибрилл и, взаимодействуя с особыми ретикулярными белками - тропонином и тропомиозином, начинают активно сокращаться. При этом актином и миозином нити, взаимодействуя между собой, перемещаются навстречу друг другу. Актиновые нити заходят между миозиновыми, приближаются к М-линии, в связи с чем при сокращении мышечного волокна уменьшается ширина Н-полоски и Н-диска. Ширина А-диска остается при этом неизменной. (Строение разных функциональных типов мышечных волокон рассматривается в учебниках по гистологии).

Гладкая мышечная ткань

Гладкая мышечная ткань мезенхимального происхождения образует мышечные оболочки внутренних органов. Гладкие миоциты чаще имеют веретенообразную форму, длина их составляет от 15 до 500 мкм, а толщина - от 5 до 8 МНМ. Ядра клеток вытягиваются по длине. При сокращении клеток они могут набирать вид буравчика. Органеллы в этих клетках развиты мало. Цитолемму, вытягиваясь, образует многочисленные пиноцитозные пузырьки, которые передают внутрь клетки раздражение, что, в свою очередь, вызывает ее сокращение.
Сократительных аппарат гладких миоцитов (миофибрилл) состоит из тонких миофиламентов, образованных актином, и толстым, сформированным миозином. Миоциты ограничены базальной мембраной, а также коллагеновыми (ретикулярными) эластичными волокнами. Эти структурные компоненты гладкой мышечной ткани образуются гладкие миоциты. Эфферентная (моторная) иннервация гладких миоцитов осуществляется постганглионарными волокнами автономной нервной системы . Соседние миоцитов через отверстия в базальной мембране образуют друг с другом щелевидные сообщения (нексус), которые обеспечивают функциональные взаимодействия клеток.
Гладкая мышечная ткань эпидермального происхождения образована миоэпителиальными клетками, которые образуются из кожной мезодермы. Они имеют звездчатую (ведростчастую) форму и входят в состав потовых, молочных и слюнных желез. Расположены между эпителиальными клетками и базальной мембраной секреторных отделов желез и мелких выводных протоков, они, сокращаясь, способствуют выведению секрета.
Гладкая мышечная ткань неврального происхождения образуется в процессе эмбрионального развития глазного яблока из клеток стенки глазного бокала. Она входит в состав мышц радужки глазного яблока, которые расширяют или сужают зрачок.

Мышечные ткани (анатомия)

Мышечные ткани, в отличие от опорно-трофических, представляют собой сборную группу. Они разнятся друг от друга не только по морфофункциональным признакам, но, главное, по своей природе и происхождению как в фило-, так и в онтогенезе. Важнейшими тканями этой группы являются у позвоночных: 1) гладкая внутренностная мышечная ткань, 2) поперечнополосатая скелетная, или соматическая мышечная ткань, 3) сердечная мышечная ткань. Сюда же должны быть отнесены миоэпителиальная и мионевральная ткани позвоночных, а также поперечнополосатая, гладкая соматическая мышечная и эпителиально-мышечная ткани беспозвоночных.

Гладкая мышечная ткань позвоночных близка по своей природе тканям внутренней среды и, как все последние, развивается из эмбриональной мезенхимы. Это клеточная ткань. Ее структурные и функциональные единицы - гладкие мышечные волокна представляют собой клетки, чаще всего веретенообразной формы (рис. 53А). Несравненно реже, например, в эндокарде сердца или в мочевом пузыре лягушки встречаются многоотростчатые мышечные клетки. В последнем случае мышечные волокна очень удлинены, а их отростки иногда напоминают нити. Природа гладкомышечных клеток, близкая основным клеточным элементам внутренней среды - фибробластам, проявляется в способности их к коллагенообразованию. Эти клетки объединяются в ткань прежде всего при помощи коллагеновых футляров, одевающих их тело, а также коллагеновых перемычек между этими футлярами (рис. 53Б). И то, и другое является непосредственным продуктом деятельности самих гладких мышечных клеток. Фибробласты имеются лишь в прослойках рыхлой соединительной ткани между группами гладкомышечных волокон. По этим прослойкам в мышечную ткань входят сосуды и нервы. В ней залегают и все другие клеточные и волокнистые элементы, присущие соединительной ткани. Особенно много эластических волокон, как антагонистов сократительных элементов. Образуя ткань, гладкие мышечные волокна располагаются плотно и своими заостренными концами входят в промежутки между такими же концами других мышечных клеток.

Рис. 53. Гладкая мышечная ткань. А - изолированная гладкая мышечная клетка (1) и гладкомышечная ткань в продольном (3) и поперечном (2) разрезах. Б - схема строения гладкой мышечной ткани по Крелингу и Грау: 1 - гладкая мышечная клетка; 2 - ее ядро; 3 - миофибриллы; 4 - коллагеновый футляр; 5 - эндомизий; 6 - нерв; 7 - кровеносный капилляр

Ядра у гладкомышечных клеток (гладких миоцитов) имеют вид более или менее коротких палочек и лежат в утолщенной части клетки несколько эксцентрично. Рядом с ядром располагается клеточный центр. Помимо органоидов общего характера, в гладких мышечных клетках имеются органоиды специального значения - сократительные мышечные волоконца, миофибриллы, образующие сократительный аппарат клетки. Миофибриллы под световым микроскопом кажутся однородными, гомогенными, почему их и назвали гладкими, а содержащие такие миофибриллы клетки получили наименование гладких мышечных. Миофибриллы имеют толщину 1 - 2мк и расположены вдоль клетки, по ее периферии. С помощью электронного микроскопа было установлено, что сократительные волоконца имеют сложное строение и состоят из тончайших протофибриллей - гладких миофиламентов диаметром 100 Å.

Гладкая мышечная ткань входит, главным образом, в состав внутренних органов - в толщу стенок органов пищеварительного тракта, воздухоносных путей, сосудов и пр. Из нее построены также залегающие в коже мышцы, поднимающие волосы и перья. Поднятая дыбом при виде собаки шерсть кошки - результат сокращения таких мышц. Тем же объясняется и часто наблюдаемое на холоду нахохливание воробьев. Сокращение гладких мышечных волокон непроизвольное, не зависит от воли человека и регулируется так называемым вегетативным, или внутренностным отделом нервной системы. Так же непроизвольно происходит перистальтическое, волнообразно бегущее вдоль кишечника сокращение мышечной оболочки его стенки, продвигающее вперед пищевые массы. Другой физиологической особенностью деятельности гладкой мышечной ткани позвоночных является медленность сокращения ее волокон и их малая утомляемость.

Рис. 54. Поперечнополосатая скелетная мышечная ткань. А - ее продольный разрез; Б - поперечный разрез: 1 - эндомизий; 2 - перимизий; 3 - эпимизий. В - поперечный разрез мышечного волокна (видны столбики, группы миофибриллей). Г - схема строения поперечнополосатой мышечной ткани по Крелингу и Грау: 1 - мышечные волокна (мион); 2 - ядро миона; 3 - миофибриллы; 4 - сарколемма; 5 - эндомизий; 6 - кровеносные капилляры; 7 - сухожильная нить; 8 - вегетативное нервное волокно; 9 - соматическое (двигательное) нервное волокно; 10 - концевая моторная бляшка

Скелетная поперечнополосатая мышечная ткань позвоночных развивается из миотомов. Она противоположна гладкой по своим физиологическим свойствам - волокна ее сокращаются быстро и по воле человека, они более или менее быстро утомляемы. Эта ткань - активный компонент аппарата движения, главная составная часть мускулов тела. Она представлена так называемыми мионами (рис. 54), надклеточными образованиями симпластического характера (симпласт - тело, образованное общей протоплазматической массой со многими ядрами внутри).

Волокна соматической мышечной ткани могут достигать 10 см в длину и 70мк в толщину. Их удается видеть и невооруженным глазом. Тонкие нити, на которые легко распадается хорошо разваренное мясо, как раз и представляют собой отдельные мионы. В длинном поперечнополосатом мышечном волокне, точнее в его саркоплазме, залегает большое количество ядер; иногда число их измеряется многими десятками. Вблизи ядер встречаются канальцы гранулярного ретикулума и элементы пластинчатого комплекса.

По всей длине волокна проходят миофибриллы, обнаруживающие поперечную исчерченность. Толщина каждой миофибриллы составляет всего 0,5 - 2мк . Она состоит из чередующихся темных и светлых участков - дисков. Темные диски обладают двойным лучепреломлением и называются анизотропными, или А-диска-ми (рис. 55). Светлые диски носят название изотропных, или И-дисков. Так как во всех миофибриллах совпадают уровни залегания соответственно А-дисков и И-дисков, волокно в целом приобретает правильную поперечную полосатость.

Рис. 55. Схема строения поперечнополосатого мышечного волокна. I - микроскопическое строение волокна: 1 - сарколемма; 2 - саркоплазма; 3 - ядро; 4 - миофибриллы; 5 - темный диск (А); 6 - светлый диск (И); 7 - телофрагма; 8 - мезофрагма; 9 - саркомер; 10 - митохрндрии; 11 - сухожильные пучки; 12 - впячивания плазмолеммы. II - субмикроскопическое строение миофибриллы. Значения А, И, Т - те же. 1 - видны два типа миофиламентов - толстые миозиновые протофибриллы и тонкие, актиновые. При проведении среза так, как указано на схеме 3, между толстыми протофибриллами были бы видны по две тонких. III - положение миофиламентов в разных состояниях мышечного волокна: 4 - в покое; 5 - при неполном и 6 - при полном сокращении

Электронномикроскопическое изучение показало, что миофибриллы поперечнополосатых волокон состоят из протофибриллей - миофиламентов двух видов. Одни из них более толстые, 100 Å и более в диаметре, залегают в области А-дисков. Другие более тонкие, 40 - 60 Å в толщину, располагаются на большем своем протяжении в области И-дисков, но концами заходят с обеих сторон на территорию А-дисков. Между двумя толстыми миофиламентами, построенными из белка миозина, вставлены, в зависимости от того, как прошел срез, один или два тонких, состоящих из белка актина. Суммарно выделяемый из мышц сократимый белок является актомиозином.

Мышечное волокно с поверхности одето сарколеммой (по-гречески "сарко" означает мясо), образуемой совместно саркоплазмой и окружающей мион рыхлой соединительной тканью. Внутренняя часть сарколеммы представлена плазмолеммой, снаружи к ней тесно прилежат волокнистые структуры. На месте связи с сухожилием (на конце мышечного волокна) плазмолемма образует внутрь саркоплазмы глубокие впячивания, за которыми следуют анатомически в глубь миона, но не соприкасаясь непосредственно с его саркоплазмой, пучки коллагеновых волокон сухожилия.

Мышечные волокна пронизываются на равных расстояниях телофрагмами-перегородками, пересекающими миофибриллы через середину светлых дисков (рис. 56). Этими телофрагмами каждый И-диск как бы делится на две равные части. Их обозначают условно буквами T или Z. Участок от одной телофрагмы до другой получил наименование саркомера, иначе - мышечного сегмента. Телофрагма в переводе на русский язык означает конечная перегородка. В мионах имеются еще и другие перегородки - мезофрагмы (М), проходящие через середину темных дисков.

Рис. 56. Электронномикроскопическое строение поперечнополосатой мышечной ткани. А - электронограмма миофибриллы скелетной мышечной ткани (по Хаксли): видны толстые (2) и тонкие (3) протофибриллы светлого, изотропного диска - 5; телофрагмы - 1; мезофрагма - 4. Участок фибриллы от 1 до 1 - саркомер. Б - пограничная область двух соседних клеток сердечной мышцы (из Баргмана): 1 - плазмолеммы двух соседних клеток; 2 - саркоплазма; 3 - митохондрии; 4 - вставочная пластинка с закрепленными в ней миофиламентами (5); 6 - канальцы эндоплазматической сети; 7 - миофиламенты; 8 - сарколемма

В отличие от телофрагм, они в саркоплазму за пределы миофибрилл не входят (рис. 55 и 56). Как выяснилось с помощью электронномикроскопического исследования, при сокращении мышечного волокна происходит вдвигание тонких актиновых протофибриллей между толстыми миозиновыми навстречу друг другу. Этим и объясняется резкое уменьшение в сократившемся мионе И-дисков. В то же время на месте телофрагм наблюдаются полосы сокращения. Создается впечатление, что при максимальном сокращении мышечного волокна часть материала из актиновых нитей перетекает в телофрагмы.

На акт мышечного сокращения расходуется много энергии. Ее поставщиком в мионе являются довольно многочисленные здесь митохондрии, получившие название саркосом. Они отличаются сильным развитием крист. Саркосомами особенно богаты высокоактивные мионы.

Наконец, благодаря электронному микроскопу была открыта в мышечных волокнах особая саркоплазматическая сеть - разновидность гладкого ретикулума в виде канальцев, расположенных между миофибриллами и образующих вздутия около телофрагм. Были обнаружены также тонкие трубковидные впячивания сарколеммы, залегающие в саркоплазме около телофрагм и параллельно им, то есть поперек волокна.

Среди скелетных мышечных волокон различают красные и белые по соотношению между количеством саркоплазмы и миофибрилл. В красных меньше сократительных волоконец, в белых они почти нацело выполняют мионы и оттесняют ядра на периферию к сарколемме. Белые мышечные волокна - это мионы более сильного сокращения, но зато и более утомимые. В мускулах человека мозаично представлены обе разновидности мионов. В чистом виде белые мышечные волокна имеются в грудных мускулах у кур. В хвосте рыбы - основном органе, обеспечивающем ее поступательное движение, мионы белые. В мускулах, с сокращением которых связана слабая, но непрерывная работа грудных плавников, поддерживающих тело рыбы в определенном положении, мионы красные. В таком красном мышечном волокне сократительные волоконца иногда образуют пучок незначительного размера, располагающийся эксцентрично в обильной саркоплазме.

Мионы объединяются в мускулы с помощью рыхлой соединительной ткани, по которой проходят сосуды и нервы (рис. 54). Наиболее тонкие прослойки, непосредственно связанные с сарколеммой, образуют эндомизий; группы мышечных волокон, одетые более толстыми соединительноткаными прослойками - перимизий, а вокруг всего мускула залегает эпимизий, содержащий иногда более или менее значительные скопления жировых клеток.

Мионы скелетной мускулатуры, будучи в сформированном состоянии симпластами, развиваются из клеток. В недавнее время этот вопрос был переисследован с применением электронной микроскопии и предложена новая схема данного процесса. Согласно новым представлениям процесс развития миосимпластов начинается у эмбриона с деления премиобластов (рис. 57), которые дают начало первому поколению миобластов. Каждый из таких миобластов делится митотически и дает 2 клетки. Одна из дочерних клеток - миобласт второго поколения в свою очередь делится, а вторая клетка остается в интерфазе. В результате еще трех последовательных делений из одного миобласта второго поколения возникают 8 миобластов пятого поколения. Собираясь в цепочку, а затем сливаясь друг с другом, эти 8 миобластов строят мышечную трубку (еще незрелое мышечное волокно со сравнительно небольшим количеством миофибрилл и поэтому с центральным расположением ядер).

Рис. 57. Схема предполагаемого миогенеза от премиобласта до сегмента мышечного волокна с сателлитом (по Чург)

В это время вторая дочерняя клетка миобласта первой генерации, задержавшаяся в интерфазе, прикладывается к мышечной трубке. Далее количество миофибрилл в волокне нарастает, и они оттесняют ядра к периферии. Поверх зрелого мышечного волокна образуется микроскопически видимая оболочка - внутренний слой сарколеммы. Малодифференцированная дочерняя клетка миобласта первой генерации оказывается под данной оболочкой. Таким клеткам дали название сателлиты, или миосателлиты.

Таким образом, поперечнополосатое волокно скелетной мускулатуры оказывается состоящим из сегментов, непосредственно переходящих друг в друга. Каждому сегменту отвечают 8 ядер дифференцировавшихся миобластов пятой генерации и одна камбиальная клетка - сателлит. Под электронным микроскопом в месте прилегания сателлита к мышечному волокну видно, что каждое из этих образований одето собственно плазмолеммой.

С сателлитами связывают процесс самообновления мышечной ткани и ее репарации после повреждений.

У членистоногих мионы поперечнополосатой мышечной ткани построены еще более сложно, чем у позвоночных, и период мышечной исчерченности волоконец содержит больше участков, хотя структурный принцип миофибрилл остается тем же и их основными элементами являются актиновые и миозиновые протофибриллы, объединяющиеся при сокращении в актиномиозиновый комплекс. Большая сложность строения мионов взаимообусловлена высоким совершенством их функции. Виртуоз скрипач, двигая пальцами, может проделать около 10 сокращений мышц в секунду, а колоратурная певица достигает в пределе 25 сокращений мышц, колеблющих голосовые связки. В то же время обычная муха способна сокращать мышцы крыла сотни раз в секунду.

Однако у других беспозвоночных, например, у червей или моллюсков соматические мышечные волокна резко отличаются от мионов позвоночных и человека прежде всего гладким характером их миофибрилл. Эти мышцы могут быть очень сильными, например, запирательная мышца у двустворчатых мягкотелых. Но сокращаются они медленно и соответственно их миофибриллы гладкие.

Сердечная мышечная ткань позвоночных развивается из участка спланхнотома. Как и соматическая, она является поперечнополосатой (рис. 56Б), поскольку представляет собой ткань быстрого сокращения. Однако она малоутомима и данное обстоятельство находится в связи с красным характером ее волокон. Как известно, ее сокращения не зависят от нашей воли. Микроскопической особенностью сердечной мышечной ткани является сетевидное объединение ее волокон - параллельно расположенные волокна соединяются друг с другом перемычками, анастомозами. Вторая особенность этой ткани - наличие по ходу волокон особых перегородок, вставочных пластинок, значение которых было неясно. А. А. Заварзин рассматривал их как внутриволоконные сухожилия, способствующие синхронному сокращению всей мышечной сети сердца.

Электронный микроскоп показал, что волокна сердечной мышечной ткани представляют собой цепочки одно-двуядерных клеток-миоцитов, а вставочные пластинки - толщенные границы между ними. Сердечные миоциты - крупные клетки, достигающие в длину 120мк . Миофибриллы не переходят из клетки в клетку, а закрепляются в области вставочных дисков-пластинок. Места крепления получили название десмосом, т. е. соединяющих телец. Клетки сердечной мышцы богаты саркоплазмой и поэтому ядро не оттесняется на периферию, а лежит в центре. Миофибриллы же занимают периферическое положение. Толщина миофибрилл 1 - 3мк . Их структура такая же, как и в мионах - они состоят из сотен толстых миозиновых тонких актиновых протофибриллей. Механизм сокращения сердечной мышцы такой же, как и скелетной, хоть они и различны по своему происхождению в фило- и онтогенезе. Клетки очень богаты митохондриями, обеспечивающими их активную работу. Как и в скелетных мышечных волокнах, здесь имеется вокруг волокон сарколемма, но выражена она слабее. Между волокнами находится очень нежная соединительная ткань, содержащая многочисленные лимфатические сосуды.

У беспозвоночных и позвоночных животных встречаетсямышечные элементы эпителиального происхождения . Например, у гидры (кишечнополостного животного) тело состоит из двух листков пограничной ткани: наружного - эктодермы и внутреннего - энтодермы. В указанных пластах залегают так называемые эпителиально-мышечные клетки. Их ядросодержащие части подобны клеткам обычного низкоцилиндрического эпителия, а базальные расширены в широкую подошву. В цитоплазме этой подошвы, по существу саркоплазме, проходят многочисленные миофибриллы. Клетки эти, соприкасаясь друг с другом, с одной стороны, образуют настоящий пласт пограничной ткани, а с другой - их подошвы формируют слой особого сократительного аппарата, за счет которого и осуществляются движения тела этого животного.

У позвоночных животных, например, у амфибий в кожных железах имеется два слоя клеток. Внутренний слой представлен типичными сецернирующими клетками, вырабатывающими слизистый или белковый секрет. Их охватывает второй слой клеток (миоэпителиоцитов), мало отличающихся от обычных гладкомышечных. Как и последние, они обладают типичной веретенообразной формой, их заостренные концы вставлены между такими же концами других клеток, а саркоплазма пронизана гладкими миофибриллами. Функция этих миоэпителиальных клеток - выжимание секрета, накапливающегося в полости альвеол в результате деятельности внутреннего слоя клеток. На эпителиальное происхождение этих клеточных элементов указывает, в частности, месторасположение базальной мембраны, которая всегда образуется на границе пограничной ткани и ее физиологической подстилки - рыхлой соединительной ткани. В простых альвеолярных кожных железах земноводных базальная мембрана обнаруживается не между секретирующими и миоэпителиальными клетками, а на границе миоэпителиальных клеток и окружающей рыхлой соединительной ткани.

Наконец, в группу мышечных тканей входят тканевые образования и нервного происхождения - мионевральные клеточные элементы. Всем хорошо известно, что зрачок глаза - отверстие в радужине - меняет свой диаметр в зависимости от интенсивности освещения. Обусловлено это сокращением мышечных клеток, залегающих в толще радужной оболочки. Одни из них расширители, дилятаторы, лежат радиально, другие - суживатели, сфинктеры, располагаются кольцеобразно. В их цитоплазме имеются миофибриллы, вызывающие сокращение этих клеток, в функциональном отношении чисто мышечных. Интересно, что и в этом случае характер миофибриллей связан с быстротой сокращения мышечных элементов. У млекопитающих мионевральные клетки радужины сокращаются медленно и миофибриллы в них гладкие. У птиц сокращение тих клеток происходит быстро и миофибриллы в их мионевральных элементах поперечнополосатые. Возьмем для примера сокола. С большой высоты он пикирует на летящую добычу, не теряя ее из виду. В период этого быстрого падения, когда в несколько секунд хищник проходит полукилометровую дистанцию, резко меняется освещенность фиксируемой его глазом картины. Быстрота сокращения миофибрилл мионевральных элементов соколиного глаза обеспечивает необходимую степень освещенности объекта преследования.

Мышечные ткани являются тканями, различающимися как своим строением, так и происхождением. Тем не менее, при этом их объединяет то, что они способны к ярко выраженным сокращениям. В основе мышечных тканей продолговатые клетки, к которым поступают импульсы со стороны центральной нервной системы, а реакцией на это становится их сокращение. Благодаря мышечной ткани, организм и внутренние органы и системы (сердце, легкие, кишечник и т.п.), из которых он состоит, способны перемещаться, меняя свое положение в пространстве. Способность к изменению формы и сокращениям есть также у клеток других тканей. Однако в мышечной ткани подобная функция является основной.

Особенности строения мышечной ткани

Важнейшие признаки основных слагаемых мышечной ткани – это их продолговатая форма, наличие вытянутых и соответственным образом расположенных миофиламентов и миофибрилл (которые и обеспечивают сократимость мышц), а также наличие в составе митохондрий, липидов, гликогена и миоглобина. Внутри сократительных органелл вступают во взаимодействие миозин и актин (с одновременным участием в реакции ионов Ca), в результате чего возникает мышечное сокращение. Источником энергии для сократительных процессов являются митохондрии, липиды и гликоген. Кислород связывается и накапливается посредством такого белка, как миоглобин, что происходит в момент мышечного сокращения и одновременного сдавливания кровеносных сосудов.

Классификация мышечных волокон

С учетом характера сокращения, различают тонические и фазные мышечные волокна. В частности, первый тип волокон призван обеспечить тонус (или статическое напряжение мышцы), что особенно важно для удержания того или иного положения тела относительно пространственных координат. Фазные волокна призваны гарантировать возможность выполнения быстрых сокращений, но при этом не способны долго удерживать укорочение мышечного волокна на определенном уровне. С учетом биохимических особенностей, а также цвета, различают белые и красные волокна. Цвет мышечной ткани определяет концентрация в ней миоглобина (так называемая, степень васкуляризации). Одной из особенностей мышечного волокна красного цвета является присутствие в его составе цепей митохондрий, находящихся в окружении миофибрилл. Несколько меньшее количество митохондрий в белом мышечном волокне. Они обычно равномерно размещены в саркоплазме.

В зависимости от особенностей окислительного обмена, мышечные волокна могут быть гликолитическими, оксидативными и промежуточными. Различают волокна на базе информации о степени активности фермента СДГ, который является маркером для так называемого цикла Кребса и митохондрий. По степени активности данного фермента может быть определена напряженность энергетического метаболизма. Гликолитические волокна (или волокна А-типа) отличаются невысокой активностью вышеозначенного фермента, а оксидативные (или волокна С-типа) наоборот имеют повышенную активность сукцинатдегидрогеназы. Волокна В-типа – это волокна, занимающие промежуточное положение. Процесс перехода от волокон типа А к волокнам типа С - это переход к зависящему от кислорода метаболизму от анаэробного гликолиза. В качестве примера можно привести ситуацию, когда спортивные тренировки в совокупности с питанием нацелены на быстрое развитие и формирование гликолитических мышечных волокон, в составе которых присутствует в больших количествах гликоген, а добыча энергии осуществляется анаэробным путем. Данный тип тренировок обычно свойственен спортсменам, занимающимся культуризмом, или спринтерам. В то же время для тех видов спорта, где требуется выносливость, необходимо развивать оксидативные мышечные волокна, в которых больше кровеносных сосудов и митохондрий, обеспечивающих аэробный гликолиз.

Мышечные ткани могут быть нескольких типов, если рассматривать их источники развития. То есть, в зависимости от вида эмбриональных зачатков, они могут быть мезенхимными (десмальный зачаток), эпидермальными (прехордальная пластинка либо кожная эктодерма), целомическими (миоэпикардиальная пластинка так называемого висцерального отдела спланхнотома), нейральными (нервная трубка) или соматическими/миотомными.

Разновидности мышечной ткани

Существует гладкая и поперечнополосатая (скелетная и сердечная) мышечная ткань. В составе гладкой ткани присутствуют преимущественно миоциты (одноядерные клетки), имеющие форму веретена. Цитоплазма подобных миоцитов однородная и не имеет поперечных полос. Гладкая мышечная ткань обладает особыми свойствами. Прежде всего, она крайне медленно расслабляется и сокращается. Кроме того, она неуправляема человеком и обычно все ее реакции непроизвольные. Из гладкой мышечной ткани состоят стенки сосудов лимфатической и кровеносной систем, путей мочевыведения, желудка и кишечника. Поперечнополосатая скелетная ткань имеет в своем составе очень длинные многоядерные (от ста и более ядер) миоциты. Если изучить цитоплазму под микроскопом, то она будет выглядеть как сменяющие друг друга светлые и темные полосы. Поперечнополосатой скелетной мышечной ткани свойственна достаточно большая скорость сокращения и расслабления. Деятельность ткани данного типа может управляться человеком, а сама она присутствует в составе скелетных мышц, в верхнем отделе пищевода, в языке, а также в мышцах, отвечающих за движения глазного яблока.

В состав поперечнополосатой сердечной мышечной ткани входят кардиомиоциты с одним или двумя ядрами, а также цитоплазма, исчерченная по периферии цитолеммы поперечными полосами. Кардиомиоциты достаточно сильно разветвлены и формируют в местах соединения вставочные диски с объединенной в них цитоплазмой. Клетки контактируют также посредством цитолемм, в результате чего образуются анастомозы. Поперечнополосатая сердечная мышечная ткань находится в миокарде. Важнейшая особенность данной ткани – это способность в случае клеточного возбуждения к ритмичным сокращениям и последующим расслаблениям. Поперечнополосатая сердечная мышечная ткань относится к непроизвольным тканям (так называемые атипичные кардиомициты). Есть также еще и третья разновидность кардиомицитов – это секреторные кардиомициты, в которых отсутствуют фибриллы.

Важнейшие функции мышечной ткани

К основным функциональным особенностям мышечных тканей относятся такие ее способности, как проводимость, возбудимость, а также сократимость. Мышечная ткань обеспечивает функции теплообмена, движения и защиты. Поимо вышеперечисленного, можно выделить еще одну функциональную особенность мышечных тканей – мимическую (или как ее еще называют, социальную). В частности, лицевые мышцы человека осуществляют управление его мимикой, тем самым транслируя определенный информационный посыл окружающим его другим людям.

Кровоснабжение ткани мышц

Кровь поступает в мышечную ткань благодаря ее работе. Тем самым мышца обеспечивается необходимым количеством кислорода. Если мышца находится в состоянии покоя, то ей, как правило, требуется намного меньше кислорода (обычно этот показатель в пятьсот раз меньший, чем цифра, отражающая потребность в кислороде активно работающей мышцы). Таким образом, в процессе активных мышечных сокращений, объемы поступающей в мышцу крови многократно возрастают. Это примерно от 300 до 500 капилляров на миллиметр кубический или ориентировочно в двадцать раз больше, чем количество крови, необходимое мышце, пребывающей в состоянии покоя.

Функции : в составе опорно-двигательной системы, работа внутренних органов.

Классификация:

Гладкие/неисчерченные. Актин и миозин не имеет поперечнойисчерченности.

Поперечно-полосатые (исчерч.). Расположение миозина и актина такое, что появляется исчерченность.

Развитие мыш. ткани

1.Мезенхимные (внутр. органы)

2.Эпидермальные (обеспечивают работу потовых, слезных желез. Клетки имеют отросчатую форму для выведения секрета

3. Нейтральные (сужение/расширение зрачка)

4. Целомические (миокард, образуются из целомич. выстилки

5. Соматические (миотомные). Скелетная мускулатура, передняя часть пищеварит. тракта, глазодвиг. мыщцы.

Из мезодермы образуются сомиты – парные метамерные структуры

Дерматом (соед. ткань)

Миотом (мыш. ткань скелетная)

Склеротом (позвонки)

Гладкая мышечная ткань

Миоцит. Форма веретенообр., от 20 до 500 микрон. Толщина 5-8 мкн. Ядро палочковидное. Ядро может перекручиваться, много митохондрий, слабо развиты аппарат Гольджи и ЭПС. Имеются актиновые и миозиновые элементы, располагаются продольно. Окружен базальной мембраной, вней отверстия, обеспечивают связь с соседними миоцитами. в баз.мембрану вплетены волокна ретикулярные, коллагеновые, эластические ->энжомизий (баз. мембрана с волокнами).

Миоциты объединены в пучки, окруженные рыхлой волокнистой соед. тканью ->перимизий.

Пучки с перимизием объединяются ->мыщца + эпимизий. Миоциты могут делиться.

Поперечно-полосатая мышечная ткань

1. Сердечная ткань

Кардиомиоциты: сократительные и проводящие.

Сократительные кардиомиоциты

Форма удлиненная, близка к цилиндрической, длина 100-150 мкм. Торцевые части соединяются -> цепочки. Кардиомицеты, где соединяются – плотный контакт, имеют там вставочные диски. Мыш. волокно – цепочки кардиомицетов. Боковые поверхности покрыты базальной мембраной, могут ветвиться ->еть. 1-2 ядра, полиплоидные. Имеют фибриллы из актина и миозина ->поперечнаяисчерченность.

Проводящие кардиомицеты

Более крупные, мало миофибрилл, клетки соединяются торцевыми частями и боковыми поверхностями. Вставочные диски более простого строения. Передача сигнала сократительнымкардиомицетом.

В составе миокарда (средняя стенка сердца) эндомизий и перимизий.

2. Скелетная поперечно-полосатая мышечная ткань.

Мыш. волокно/миосимпласт/симпласт – основной элемент скелетной поперечно-полосатоймыш. ткани.

Мыш. волокно окружено сарколеммой (плазмолемма + базальная мембрана). Между мышечными волокнами миосотеллитоциты.

Характеристика мышечного волокна

Десятки тысяч ядер, очень вытянутые.

Саркоплазма – внутр. содержимое клетки. Наход. миофибриллы (актин, миозин), митохондрии, их цепочки. Много миоглобина и гликогена.

Миосателлитоциты. Одноядерные, являются камбиальными, из них получается мышечное волокно.

Типы мышечных волокон: красные, белые и переходные.

Белые – гликогена больше, миоглобина меньше, происходит гликолиз и быстро поступает энергия.

Переходные – располагаются мозаично между белыми и красными.

Мышечные волокна окружены эндомизием, формируют пучки + перимизий ->мыщцы + эпимизий (рыхлая соед. ткань).