Карта сайта — Мордовский государственный университет им. Н.П. Огарева

Array ( [0] => Array ( [TEXT] => Университет [LINK] => /ru/university/ [SELECTED] => [PERMISSION] => R [ADDITIONAL_LINKS] => Array ( ) [ITEM_TYPE] => D [ITEM_INDEX] => 0 [PARAMS] => Array ( ) [DEPTH_LEVEL] => 1 [IS_PARENT] => ) [1] => Array ( [TEXT] => Образование [LINK] => /ru/education/ [SELECTED] => [PERMISSION] => R [ADDITIONAL_LINKS] => Array ( ) [ITEM_TYPE] => D [ITEM_INDEX] => 1 [PARAMS] => Array ( ) [DEPTH_LEVEL] => 1 [IS_PARENT] => ) [2] => Array ( [TEXT] => Наука и инновации [LINK] => /ru/sci/ [SELECTED] => [PERMISSION] => R [ADDITIONAL_LINKS] => Array ( ) [ITEM_TYPE] => D [ITEM_INDEX] => 2 [PARAMS] => Array ( ) [DEPTH_LEVEL] => 1 [IS_PARENT] => ) [3] => Array ( [TEXT] => Международные связи [LINK] => /ru/international/ [SELECTED] => [PERMISSION] => R [ADDITIONAL_LINKS] => Array ( ) [ITEM_TYPE] => D [ITEM_INDEX] => 3 [PARAMS] => Array ( ) [DEPTH_LEVEL] => 1 [IS_PARENT] => ) [4] => Array ( [TEXT] => Студенту [LINK] => /ru/student/ [SELECTED] => [PERMISSION] => R [ADDITIONAL_LINKS] => Array ( ) [ITEM_TYPE] => D [ITEM_INDEX] => 4 [PARAMS] => Array ( ) [DEPTH_LEVEL] => 1 [IS_PARENT] => ) [5] => Array ( [TEXT] => Абитуриенту [LINK] => /ru/abiturs/ [SELECTED] => [PERMISSION] => R [ADDITIONAL_LINKS] => Array ( ) [ITEM_TYPE] => D [ITEM_INDEX] => 5 [PARAMS] => Array ( ) [DEPTH_LEVEL] => 1 [IS_PARENT] => ) [6] => Array ( [TEXT] => Документы [LINK] => /ru/university/documentation/ [SELECTED] => [PERMISSION] => R [ADDITIONAL_LINKS] => Array ( ) [ITEM_TYPE] => D [ITEM_INDEX] => 6 [PARAMS] => Array ( ) [DEPTH_LEVEL] => 1 [IS_PARENT] => ) [7] => Array ( [TEXT] => Страница ректора [LINK] => /ru/rector/ [SELECTED] => [PERMISSION] => R [ADDITIONAL_LINKS] => Array ( ) [ITEM_TYPE] => D [ITEM_INDEX] => 7 [PARAMS] => Array ( ) [DEPTH_LEVEL] => 1 [IS_PARENT] => ) )

МЫШЕЧНОЕ СОКРАЩЕНИЕ • Большая российская энциклопедия

• В книжной версии

  Том 21. Москва, 2012, стр. 556

• Скопировать библиографическую ссылку:

  ---

Авторы: Н. Б. Гусев

Схема организации толстых и тонких филаментов в саркомере: а – фаза расслабления; б – фаза сокращения; 1 – толстый филамент; 2 – тонкий филамент; 3 – головка миозина; 4 &…

МЫ́ШЕЧНОЕ СОКРАЩЕ́НИЕ, уко­ро­че­ние или на­пря­же­ние мышц в от­вет на по­сту­паю­щий нерв­ный им­пульс или на воз­дей­ст­вие ме­диа­то­ра. Мо­ле­ку­ляр­ные ме­ха­низ­мы М. с. сход­ны в разл. ти­пах мышеч­ной тка­ни. Впер­вые ги­по­те­тич. мо­дель, объ­яс­няю­щая ме­ха­низм М. с. (мо­дель «сколь­зя­щих ни­тей»), пред­ло­же­на в 1954 англ. (А. Ф. Хакс­ли и Р. Ни­дер­гер­ке) и амер. (Х. Хакс­ли и Дж. Хан­сон) учё­ны­ми. Наи­бо­лее упо­ря­до­чен со­кра­тит. ап­па­рат по­пе­реч­но-по­ло­са­тых (ске­лет­ных) мышц. Вдоль их мы­шеч­ных во­ло­кон рас­по­ла­га­ют­ся мио­фиб­рил­лы. Ка­ж­дая из них со­сто­ит из по­сле­до­ва­тель­но рас­по­ло­жен­ных по­вто­ряю­щих­ся эле­мен­тов – сар­ко­ме­ров, от­де­ляе­мых друг от дру­га $\ce{Z}$-дис­ка­ми. В сар­ко­ме­рах на­хо­дят­ся тон­кие ни­ти (фи­ла­мен­ты), со­стоя­щие пре­им. из бел­ка ак­ти­на, и рас­по­ло­жен­ные па­рал­лель­но им тол­стые, об­ра­зо­ван­ные гл. обр. бел­ком мио­зи­ном. На по­верх­но­сти тол­стых фи­ла­мен­тов с оп­ре­де­лён­ной пе­рио­дич­но­стью и стро­гой сим­мет­ри­ей рас­по­ла­га­ют­ся т. н. го­лов­ки, об­ра­зо­ван­ные гло­бу­ляр­ны­ми $\ce{N}$-кон­це­вы­ми уча­ст­ка­ми мо­ле­кул мио­зи­на, в ко­то­рых на­хо­дят­ся ак­тин-свя­зы­ваю­щий и АТФазный цен­тры. Го­лов­ки ле­вой и пра­вой час­тей тол­сто­го фи­ла­мен­та име­ют про­ти­во­по­лож­ную на­прав­лен­ность. Ка­ж­до­му мио­зи­но­во­му фи­ла­мен­ту со­от­вет­ст­ву­ют неск.{2+}}$ в сар­ко­плаз­ме и фос­фо­ри­ли­ро­ва­нию лёг­ких це­пей.

Нервные и мышечные клетки ускорили развитие друг друга

Onur Aydin et al. / APL Bioengineering, 2020

Ученые создали платформу, на которой можно выращивать одновременно культуру нейронов и искусственные мышцы. Отростки нервных клеток в такой системе росли по направлению к мышечной ткани, их спонтанная импульсация усилила сокращения мускульных волокон и способствовала их организации в саркомеры. Вещества, которые выделяли мышечные клетки, ускорили формирование электрической активности и ее синхронизацию между нейронами. Статья опубликована в журнале APL Bioengineering.

Современные технологии позволяют создавать гибридные механизмы, которые сочетают в себе «железо» и живые мышечные клетки. Этот прием используется в биоинженерии и робототехнике для создания подвижных модулей в маленьком масштабе. При этом в живых организмах мышцы всегда сопряжены с нервными клетками, которые координируют комплексные движения и адаптируют всю систему к меняющимся условиям среды. Применение природных нервно-мышечных контактов в биогибридных механизмах в перспективе может позволить им выполнять более сложные функции.

Моторные нейроны и мышечные волокна, которые они иннервируют, развиваются в тесной связи друг с другом. Этот двусторонний контакт опосредован веществами, которые выделяют клетки, и биофизическими взаимодействиями. Работают синхронно не только отдельные нервномышечные единицы, но и целые популяции нейронов — они координируют свою активность для управления движениями.

Ученые под руководством Онура Айдина (Onur Aydin) из Иллинойсского университета в Урбане-Шампейне создали платформу, на которой можно выращивать одновременно культуру нейронов и до четырех отдельных образцов тканей. В середину платформы высадили нейросферу — группу нервных клеток, которые дифференцировались из эмбриональных стволовых клеток мышей и содержали моторные нейроны.

В четыре боковых отсека поместили полоски скелетных мышц, которые развились из мышиных миобластов, фибробласты или бесклеточное вещество. Мышцы крепились к подвижным столбикам, которые регистрировали силу сокращения. Промежутки платформы заполняли внеклеточным матриксом, через который ткани разных отсеков могли взаимодействовать между собой.

Платформа для выращивания культуры нервных клеток и мышечной ткани: круг в центре — нейросфера; в четырех отсеках находятся мышечные полоски

Onur Aydin et al. / APL Bioengineering, 2020

Подвижные столбики, которые регистрируют сокращения мышц

Onur Aydin et al. / APL Bioengineering, 2020

Для того, чтобы проверить, как функционируют сформировавшиеся нервно-мышечные контакты, в мембране нейронов были встроены каналы опсины — при освещении в клетках возникало возбуждение, которое передавалось на моторную единицу.

Когда нейроны развиваются, поначалу в них возникает спонтанная активность в виде единичных электрических импульсов. Затем клетки начинают продуцировать высокочастотные группы сигналов, и в конце концов импульсация всей популяции начинает синхронизироваться. Однако в культуре такое развитие происходит очень медленно — даже на девятый день после высадки на среду с микроэлектродами активность нейронов невысока.

Ученые предположили, что на созревание нейронов могут влиять вещества, которые выделяют мыщцы. Для того, чтобы проверить эту гипотезу, нервные клетки высадили на культуру, в которой до этого росли мышцы и провели электрофизиологическое исследование их активности.

Отростки нейронов достигли мышечных клеток через два-три дня после того, как их начали совместно выращивать, а еще через два дня мускулы начали сокращаться в ответ на стимуляцию нервных клеток (до этого исследователи наблюдали только спонтанную мышечную активность). Аксоны росли в направлении миобластов предпочтительнее, чем к бесклеточному матриксу (p < 0,0005) или фибробластам (p < 0,005). Авторы пришли к выводу, что мышечные клетки выделяют в среду сигнальные молекулы, которые и привлекают нейроны.

Отростки нейронов (зеленый) растут предпочтительнее к мышечным клеткам (красный), чем к фибробластам (левый и правый отсеки). Синий — ядерный краситель DAPI

Onur Aydin et al. / APL Bioengineering, 2020

Мышцы также испытывали влияние растущих на той же среде нейронов: их спонтанная активность была выше, а сокращения сильнее, чем в отдельной культуре (p < 0,05), начиная с пятого дня. Процент волокон, которые были организованы в саркомеры (поперечно-исчерченных), был также больше (p < 0,005), что видно при иммуногистохимическом окрашивании.

Поперечно-полосатые мышцы (сверху) и волокна без поперечной исчерченности (снизу)

Onur Aydin et al. / APL Bioengineering, 2020

Электрическая активность нейронов, которые развились в среде из-под мышц, уже на пятый день была значительно выше, чем в контроле. К седьмому дню возникли синхронизированные в популяции импульсы.

Схема взаимного влияния нейросферы (зеленый)и мышечной полоски (справа)

Onur Aydin et al. / APL Bioengineering, 2020

Сведения о том, как нервномышечные системы развиваются и как их части влияют друг на друга, помогут для создания механизмов с искусственными мышцами. Например, для усовершенствования плавающего робота, который двигается на свету с помощью импульсов от нейронов. А еще эти знания можно использовать в медицине: нервные клетки помогают искусственным мышцам интегрироваться в тело живых организмов.

Алиса Бахарева

Состав и структура саркомера

Описаны состав и структура саркомеров — структурных единиц миофибрилл.  Показано, что саркомер состоит из большого количества (более 1000) структурных элементов — сот. Описано строение структурного элемента саркомера — сота.

Состав и структура саркомера

После того, как мы ознакомились из чего состоят скелетные мышцы, мышечные волокна и миофибриллы, давайте разберемся из чего состоит саркомер и каково его строение.

Характеристика саркомера

Саркомер – это структурная единица миофибриллы, главная функция которого – превращение химической энергии в мышечное сокращение.

Установлено, что каждая миофибрилла состоит из структурных элементов – саркомеров. Это очень маленькие элементы. Они похожи на микроцилиндры, которые расположены вдоль миофибриллы. Однако это, конечно, не металлические цилиндры. Саркомеры состоят из белковых элементов, которые принимают активное участие в сокращении скелетной мышцы. Друг от друга эти микроцилиндры разделяют Z-диски, основу которых составляют белки: α-актинин, десмин, дистофин и другие.

Еще миофибриллу можно сравнить со стеблем бамбука. При этом саркомеры похожи на длинные секции, а Z-диски – это диски, разделяющие эти секции. Длина саркомеров лежит в пределах 2-3 мкм (напоминаю, что 1 мкм – это одна миллионная метра). Поэтому в миофибрилле, длина которой составляет 5 см содержится около 20000 саркомеров.

Более подробно строение и функции мышц описаны в моих книгах

Чаще всего при описании состава саркомера указывается, что саркомер состоит из толстых и тонких филаментов, и приводится следующий рисунок (рис.1).

Однако этот рисунок не дает полное представление как о составе, так и о структуре саркомера. Не будем забывать, что саркомер – это объемный объект, маленький цилиндр.

Рис.1. Схема строения саркомера (G.H. Pollak, 1990) Длина саркомера ограничена Z-дисками. В середине саркомера располагается М-диск, который представляет собой «сцепление хвостов миозиновых молекул».

Если мысленно разрезать саркомер поперек, то в месте, где пересекаются толстые и тонкие филаменты, мы увидим следующую картину (рис.2).

Рис. 2. Решетчатая структура филаментов актина и миозина (H.E. Huxley, 1972)

Отчетливо видно, что каждый толстый филамент окружен шестью тонкими филаментами, то есть видно большое количество структурных элементов. Еще в 1972 году известный гистолог А.Н. Студитский выделил эти структурные элементы в составе саркомера. Для их описания он использовал следующее образное сравнение: «На поперечных срезах в миофибриллах открывается картина взаимного расположения филамент, гексогональная упаковка, напоминающая связку карандашей, повернутую концами к зрителю». Из этого образного сравнения следует, что А.Н. Студитский сравнивает эти структурные элементы с карандашами, а саркомер, в свою очередь, представляет связку таких «карандашей».

В нашей статье (А.В. Самсонова, Г.А. Самсонов, 2016) мы предложили называть такие элементы, из которых состоят саркомеры – сотами по аналогии с пчелиными сотами.

Сот

Сот – структурная единица саркомера, в состав которой входит один толстый и 12 тонких филаментов, шесть из которых прикреплены к Z-диску с одной стороны от толстого филамента, а другие шесть – с другой стороны от толстого филамента (рис. 3).

Длина сота равна длине саркомера, так как длина сота ограничена с двух сторон Z-дисками. На рис. 3 представлены основные элементы, входящие в состав сота: один толстый филамент и шесть тонких филаментов, расположенных справа и слева от толстого филамента, а также часть Z – диска, к которому прикреплены тонкие филаменты. Следует отметить, что состав и строение этого элемента значительно сложнее. Например, на рисунке не указано, что белок титин (тайтин) соединяет каждый толстый филамент с Z-дисками. Данная схема предназначена для того, чтобы выделить этот структурный элемент в составе саркомера.

Рис. 3. Схема строения сота. Толстый филамент, подобно грифелю карандаша расположен в середине, на ребрах карандаша расположены тонкие филаменты. Шесть тонких филаментов прикреплены к Z-диску с одной стороны от толстого филамента, а другие шесть – с другой стороны. Часть Z- диска показана схематично. Не показано прикрепление толстого филамента к Z- диску при помощи белка титина (А.В. Самсонова, 2011)

Установлено (Г. А. Самсонов, А.В. Самсонова, 2016), что в одном саркомере, имеющем диаметр 1 мкм находится более 1000 таких структурных элементов – сот. То есть в связке «карандашей» более 1000. Площадь одного сота равна 6,225 10^-4мкм².

В 2000 году математик Томас Хелс доказал, что шестиугольники, лежащие в основе пчелиных сот, лучше других геометрических фигур подходят для максимального использования пространства, при этом используется минимум строительного материала (воска). По-видимому, это свойство гексагональной структуры сотов также используется и при «строительстве» саркомеров.

A-диск саркомера,  I-диск саркомера и М-диск саркомера

Достаточно часто читателей интересует, что такое А-диск саркомера или что такое I-диск саркомера. Честно говоря, когда я сама разбиралась со структурой саркомера, я долго не могла запомнить, что это за диски. Появление названий этих дисков связано с тем, что раньше электронные микроскопы были достаточно слабыми. Поэтому исследователи не видели структуру саркомера, а видели только чередующиеся светлые и темные участки, которые они назвали дисками. Чтобы понять, что это за диски, посмотрим на рис. 4.

Рис.4. Вверху. Микрофотография продольного среза саркомера. Внизу — поперечный срез саркомера в его различных участках (H.E. Huxley, 1972)

А-диск саркомера

Итак, А-диск (анизотропный диск) – это темный диск на рис. 4. Этот «диск» образован перекрытием толстых и тонких филаментов.

А-диски (анизотропные, темные диски) вызваны двойным лучепреломлением обычного света. Двойное лучепреломление в свою очередь связано с различными свойствами среды. Это называется анизотропией. По-видимому, анизотропность среды связана с тем, что в этих местах пересекаются толстые и тонкие филаменты.

I-диск саркомера

I-диски (изотропные диски) – это светлые «диски» справа и слева от А-диска (рис. 4). Эти «диски» соответствуют тому участку саркомера, где располагаются только тонкие филаменты.

I-дискам (изотропные, светлые диски) не свойственно двойное лучепреломление. Среда изотропна (одинакова во всех направлениях). Изотропность среды связана с тем, что в этих местах саркомера имеются только тонкие филаменты.

М-диск саркомера

В центре саркомера имеется светлая полоса – Н-зона. Эта зона соответствует тому участку саркомера, где располагаются только толстые филаменты. В середине Н-зоны имеется участок, который называется М-зоной или М-диском (от немецкого слова mittelscheibe – центральный диск). Этот участок образован толстыми филаментами и структурами, которые соединяют их поперечно между собой.

Установлено, что тренировка не влияет на расстояние между толстым и тонкими филаментами. Это означает, что площадь сота не меняется. Однако силовая тренировка значительно изменяет площадь поперечного сечения саркомера. Доказано, что толстые и тонкие филаменты при увеличении площади саркомера добавляются на его наружной поверхности. Увеличение площади поперечного сечения саркомеров (миофибрилл) приводит к гипертрофии скелетных мышц (увеличению их объема).

1. Самсонова, А.В. Гипертрофия скелетных мышц человека: монография /А.В. Самсонова; Национальный гос. ун-т физ. Культуры, спорта и здоровья им. П.Ф. Лесгафта. – СПб.: [б.и.], 2011.– 203 с. ил.
2. Самсонова, А.В. Сот — структурная единица саркомера // А.В. Самсонова, Г.А. Самсонов // Труды кафедры биомеханики университета имени П.Ф.Лесгафта, 2016.- Вып.10.- С. 16-21.
3. Самсонов, Г.А. Влияние увеличения площади поперечного сечения саркомера на соотношение тонких и толстых филаментов / Г.А. Самсонов, А.В. Самсонова // Труды кафедры биомеханики университета имени П. Ф. Лесгафта, 2016.- Вып.10.- С. 22-27.
4. Студитский, А.Н. Мышечная ткань / В кн.: Гистология: учебник / Под ред. В.Г. Елисеева, Ю.И. Афанасьева, Ю.Н. Копаева, Н.А. Юриной. – М.: Медицина, 1972. – С. 210-223.
5. Huxley, H.E. Molecular basis of contraction in cross-striated muscles / H.E. Huxley // In: The structure and function of muscle // New-York Academic Press, 1972. – P. 302-387.
6. Pollack, G.H. Muscles & molecules: Uncovering the principles of biological motion / G.H. Pollack. – Seattle: Ebner&Sons, 1990.

С уважением, А.В.Самсонова

типов мышечной ткани | Изучите мышечную анатомию

Примерно половину веса вашего тела составляют мышцы. В мышечной системе мышечная ткань подразделяется на три различных типа: скелетную, сердечную и гладкую. Каждый тип мышечной ткани в организме человека имеет уникальную структуру и определенную роль. Скелетная мышца перемещает кости и другие структуры. Сердечная мышца сокращает сердце, чтобы перекачивать кровь. Гладкая мышечная ткань, образующая такие органы, как желудок и мочевой пузырь, меняет форму, чтобы облегчить функции организма.Вот более подробная информация о структуре и функциях каждого типа мышечной ткани в мышечной системе человека.

1. Человеческое тело имеет более 600 скелетных мышц, которые перемещают кости и другие структуры

Скелетные мышцы прикрепляются к костям и перемещают их, сокращаясь и расслабляясь в ответ на произвольные сообщения нервной системы. Ткань скелетных мышц состоит из длинных клеток, называемых мышечными волокнами, которые имеют поперечно-полосатый вид. Мышечные волокна организованы в пучки, снабжаемые кровеносными сосудами и иннервируемые мотонейронами.

2. Стены многих человеческих органов сжимаются и автоматически расслабляются

Гладкая мускулатура находится в стенках полых органов по всему телу. Сокращения гладких мышц — это непроизвольные движения, вызванные импульсами, которые проходят через вегетативную нервную систему к гладкой мышечной ткани. Расположение клеток в гладкой мышечной ткани позволяет сокращаться и расслабляться с большой эластичностью. Гладкие мышцы стенок таких органов, как мочевой пузырь и матка, позволяют этим органам расширяться и расслабляться по мере необходимости.Гладкая мышца пищеварительного тракта (пищеварительного тракта) способствует перистальтическим волнам, которые перемещают проглоченную пищу и питательные вещества. В глазу гладкие мышцы изменяют форму линзы, чтобы сфокусировать объекты. Стенки артерий включают гладкие мышцы, которые расслабляются и сокращаются для перемещения крови по телу

3. Сокращения сердечной мышцы в ответ на сигналы от системы сердечной проводимости

Стенка сердца состоит из трех слоев. Средний слой, миокард, отвечает за работу сердца.Сердечная мышца, находящаяся только в миокарде, сокращается в ответ на сигналы сердечной проводящей системы, заставляющие сердце биться. Сердечная мышца состоит из клеток, называемых кардиоцитами. Кардиоциты, как и клетки скелетных мышц, имеют полосатый вид, но их общая структура короче и толще. Кардиоциты разветвлены, что позволяет им соединяться с несколькими другими кардиоцитами, образуя сеть, которая способствует скоординированному сокращению.

10.2 Скелетные мышцы — анатомия и физиология

Цели обучения

Опишите структуру и функцию волокон скелетных мышц

К концу этого раздела вы сможете:

• Опишите слои соединительной ткани, окружающие скелетную мышцу
• Определите мышечное волокно, миофибриллу и саркомер
• Перечислите основные саркомерные белки, участвующие в сокращении.
• Определите области саркомера и измените ли они во время сжатия
• Объясните процесс сокращения мышц скользящей нити

Каждая скелетная мышца — это орган, состоящий из различных интегрированных тканей.Эти ткани включают волокна скелетных мышц, кровеносные сосуды, нервные волокна и соединительную ткань. Каждая скелетная мышца имеет три слоя соединительной ткани, которые окружают ее, обеспечивают структуру мышцы и разделяют мышечные волокна внутри мышцы (рис. 10.2.1). Каждая мышца обернута оболочкой из плотной соединительной ткани неправильной формы, называемой эпимизием , которая позволяет мышце сокращаться и мощно двигаться, сохраняя при этом ее структурную целостность. Эпимизий также отделяет мышцу от других тканей и органов в этой области, позволяя мышце двигаться независимо.

Внутри каждой скелетной мышцы мышечные волокна организованы в пучки, называемые пучками , окруженные средним слоем соединительной ткани, называемым перимизием . Эта фасцикулярная организация часто встречается в мышцах конечностей; он позволяет нервной системе запускать определенное движение мышцы, активируя подмножество мышечных волокон в пучке мышцы.Внутри каждого пучка каждое мышечное волокно заключено в тонкий слой соединительной ткани из коллагена и ретикулярных волокон, который называется эндомизий . Эндомизий окружает внеклеточный матрикс клеток и играет роль в передаче силы, производимой мышечными волокнами, на сухожилия.

В скелетных мышцах, которые работают с сухожилиями, натягивая кости, коллаген в трех слоях соединительной ткани переплетается с коллагеном сухожилия. На другом конце сухожилия оно срастается с надкостницей, покрывающей кость.Напряжение, создаваемое сокращением мышечных волокон, затем передается через слои соединительной ткани к сухожилию, а затем к надкостнице, чтобы тянуть кость для движения скелета. В других местах мезия может сливаться с широким сухожильным листом, называемым апоневрозом , или с фасцией, соединительной тканью между кожей и костями. Широкий слой соединительной ткани в нижней части спины, в который сливаются широчайшие мышцы спины («широчайшие»), является примером апоневроза.

Каждая скелетная мышца также богато снабжена кровеносными сосудами для питания, доставки кислорода и удаления шлаков. Кроме того, каждое мышечное волокно в скелетной мышце снабжается аксонной ветвью соматического двигательного нейрона, которая сигнализирует волокну о сокращении. В отличие от сердечных и гладких мышц, единственный способ функционального сокращения скелетных мышц — это передача сигналов от нервной системы.

Поскольку клетки скелетных мышц длинные и цилиндрические, их обычно называют мышечными волокнами (или миофибрами).Волокна скелетных мышц могут быть довольно большими по сравнению с другими клетками, с диаметром до 100 мкм м и длиной до 30 см (11,8 дюйма) в портняжной мышце верхней части ноги. Наличие большого количества ядер позволяет производить большое количество белков и ферментов, необходимых для поддержания нормальной функции этих крупных белковых клеток. Помимо ядер, волокна скелетных мышц также содержат клеточные органеллы, обнаруженные в других клетках, таких как митохондрии и эндоплазматический ретикулум. Однако некоторые из этих структур специализируются на мышечных волокнах.Специализированная гладкая эндоплазматическая сеть, называемая саркоплазматической сетью (SR) , хранит, высвобождает и извлекает ионы кальция (Ca ⁺⁺ ).

Плазматическая мембрана мышечных волокон называется сарколемма (от греческого sarco , что означает «плоть»), а цитоплазма обозначается как саркоплазма (рис. 10.2.2). Внутри мышечного волокна белки организованы в структуры, называемые миофибриллами , которые проходят по всей длине клетки и содержат саркомеры, соединенные последовательно.Поскольку миофибриллы имеют всего около 1,2 мкм в диаметре, от сотен до тысяч (каждая с тысячами саркомеров) можно найти внутри одного мышечного волокна. Саркомер представляет собой наименьшую функциональную единицу волокна скелетных мышц и представляет собой высокоорганизованную систему сократительных, регуляторных и структурных белков. Укорачивание этих отдельных саркомеров приводит к сокращению отдельных волокон скелетных мышц (и, в конечном итоге, всей мышцы).

Саркомер определяется как область миофибриллы, заключенная между двумя структурами цитоскелета, называемыми Z-дисками (также называемыми Z-линиями), а поперечно-полосатый вид волокон скелетных мышц обусловлен расположением толстых и тонких миофиламентов внутри каждого саркомера. (Рисунок 10.2.2). Темно-полосатая полоса A состоит из толстых нитей, содержащих миозин, которые охватывают центр саркомера и простираются в направлении Z-образной формы. Толстые волокна закреплены в середине саркомера (линия М) с помощью белка, называемого миомезином. Более светлая полоса I области содержит тонкие актиновые филаменты, закрепленные на Z-дисках белком, называемым α-актинином. Тонкие нити переходят в полосу А по направлению к М-линии и перекрываются с участками толстой нити.Полоса A темная из-за более толстых нитей мизоина, а также перекрывается с нитями актина. Зона H в середине полосы A немного светлее, потому что тонкие волокна не заходят в эту область.

Поскольку саркомер определяется Z-дисками, один саркомер содержит одну темную полосу A с половиной более светлой полосы I на каждом конце (рисунок 10.2.2). Во время сокращения сами миофиламенты не изменяют длину, а фактически скользят друг по другу, поэтому расстояние между Z-дисками сокращается.Длина полосы A не изменяется (толстая миозиновая нить остается постоянной длины), но области H-зоны и I-полосы сокращаются. Эти области представляют собой области, где волокна не перекрываются, и поскольку перекрытие волокон увеличивается во время сжатия, эти области без перекрытия уменьшаются.

Компоненты миофиламента

Тонкие филаменты состоят из двух нитевидных актиновых цепей (F-актин), состоящих из отдельных белков актина (рис. 10.2.3). Эти тонкие нити закреплены на Z-диске и простираются к центру саркомера.Внутри филамента каждый глобулярный мономер актина (G-актин) содержит сайт связывания мизоина, а также связан с регуляторными белками, тропонином и тропомиозином. Белковый комплекс тропонина состоит из трех полипептидов. Тропонин I (TnI) связывается с актином, тропонин T (TnT) связывается с тропомиозином, а тропонин C (TnC) связывается с ионами кальция. Тропонин и тропомиозин проходят вдоль актиновых филаментов и контролируют, когда сайты связывания актина будут открыты для связывания с миозином.

Толстые миофиламенты состоят из комплексов миозиновых белков, которые состоят из шести белков: двух тяжелых цепей миозина и четырех молекул легких цепей.Тяжелые цепи состоят из хвостовой области, гибкой шарнирной области и глобулярной головки, которая содержит сайт связывания актина и сайт связывания высокоэнергетической молекулы АТФ. Легкие цепи играют регулирующую роль в шарнирной области, но головная область тяжелой цепи взаимодействует с актином и является наиболее важным фактором для создания силы. Сотни белков миозина расположены в каждой толстой нити с хвостами к М-линии и головками к Z-дискам.

Другие структурные белки связаны с саркомером, но не играют прямой роли в производстве активной силы.Титин, который является крупнейшим из известных белков, помогает выравнивать толстую нить и добавляет эластичный элемент в саркомер. Титин закреплен на M-линии, проходит по длине миозина и простирается до Z диска. Тонкие волокна также содержат стабилизирующий белок, называемый небулином, который охватывает длину толстых волокон.

Внешний веб-сайт

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о макро- и микроструктуре скелетных мышц.а) Как называются «точки соединения» между саркомерами? (б) Как называются «субъединицы» в миофибриллах, которые проходят по длине волокон скелетных мышц? в) Что такое «двойная нить жемчуга», описанная в видео? (d) Что придает скелетным мышечным волокнам поперечно-полосатый вид?

Расположение и взаимодействие между тонкими и толстыми нитями позволяет укорачивать саркомеры, что создает силу. По сигналу двигательного нейрона волокно скелетных мышц сокращается, когда тонкие волокна натягиваются и скользят мимо толстых волокон внутри саркомеров волокна.Важно отметить, что хотя саркомер укорачивается, отдельные белки и волокна не меняют длину, а просто скользят рядом друг с другом. Этот процесс известен как модель мышечного сокращения скользящей нити (рис. 10.2.4).

Процесс сокращения скольжения филаментов может происходить только тогда, когда миозинсвязывающие сайты на актиновых филаментах открываются серией этапов, которые начинаются с проникновения Са ⁺⁺ в саркоплазму. Тропомиозин обвивает цепи актинового филамента и покрывает миозин-связывающие участки, предотвращая связывание актина с миозином. Комплекс тропонин-тропомиозин использует связывание ионов кальция с TnC, чтобы регулировать, когда головки миозина образуют поперечные мостики с актиновыми филаментами. При наличии кальция происходит образование поперечных мостиков и скольжение филаментов, а процесс передачи сигналов, приводящий к высвобождению кальция и сокращению мышц, известен как сцепление возбуждения-сокращения.

Скелетные мышцы содержат соединительную ткань, кровеносные сосуды и нервы. Существует три слоя соединительной ткани: эпимизий, перимизий и эндомизий. Волокна скелетных мышц организованы в группы, называемые пучками. Кровеносные сосуды и нервы входят в соединительную ткань и разветвляются в клетке. Мышцы прикрепляются к костям напрямую или через сухожилия или апоневрозы. Скелетные мышцы поддерживают осанку, стабилизируют кости и суставы, контролируют внутренние движения и выделяют тепло.

Волокна скелетных мышц представляют собой длинные многоядерные клетки. Мембрана клетки — это сарколемма; цитоплазма клетки — саркоплазма. Саркоплазматический ретикулум (SR) — это форма эндоплазматического ретикулума. Мышечные волокна состоят из миофибрилл, которые состоят из последовательно соединенных саркомеров. Полосы скелетных мышц создаются организацией актиновых и миозиновых филаментов, в результате чего образуются полосы миофибрилл. Эти актиновые и миозиновые филаменты скользят друг по другу, вызывая укорачивание саркомеров, а клетки создают силу.

Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о макро- и микроструктуре скелетных мышц. а) Как называются «точки соединения» между саркомерами? (б) Как называются «субъединицы» в миофибриллах, которые проходят по длине волокон скелетных мышц? в) Что такое «двойная нить жемчуга», описанная в видео? (d) Что придает скелетным мышечным волокнам поперечно-полосатый вид?

(а) Z-линии. (б) Саркомеры.(c) Это расположение актиновых и миозиновых нитей в саркомере. (d) Чередующиеся нити актиновых и миозиновых филаментов.

Каждое волокно скелетных мышц снабжается двигательным нейроном в СНС. Посмотрите это видео, чтобы узнать больше о том, что происходит в нервно-мышечном соединении. а) Каково определение моторной единицы? б) Каковы структурные и функциональные различия между большой моторной единицей и малой моторной единицей? Вы можете привести пример каждого из них? (c) Почему нейромедиатор ацетилхолин разлагается после связывания с его рецептором?

(а) Это количество волокон скелетных мышц, снабжаемых одним двигательным нейроном.(б) У большой двигательной единицы есть один нейрон, снабжающий множество волокон скелетных мышц для грубых движений, как, например, мышца височной мышцы, где 1000 волокон обеспечивается одним нейроном. У маленького мотора есть один нейрон, снабжающий несколько волокон скелетных мышц для очень тонких движений, например, экстраокулярные мышцы глаза, где шесть волокон снабжены одним нейроном. (c) Чтобы избежать продления мышечного сокращения.

Вопросы к критическому мышлению

1.Что случилось бы со скелетными мышцами, если бы эпимизий был разрушен?

2. Опишите, как сухожилия способствуют движению тела.

3. Что вызывает полосатость скелетных мышц?

Глоссарий

ацетилхолин (АЧ)

Нейромедиатор, который связывается с концевой пластинкой двигателя и запускает деполяризацию

актин

Белок, который составляет большинство тонких миофиламентов в мышечном волокне саркомера

потенциал действия

изменение напряжения клеточной мембраны в ответ на стимул, который приводит к передаче электрического сигнала; уникально для нейронов и мышечных волокон

апоневроз

широкий, подобный сухожилию лист соединительной ткани, который прикрепляет скелетную мышцу к другой скелетной мышце или к кости

деполяризовать

для уменьшения разницы в напряжении между внутренней и внешней стороной плазматической мембраны клетки (сарколемма мышечного волокна), делая внутреннюю часть менее отрицательной, чем в состоянии покоя

эндомизий

рыхлая и хорошо гидратированная соединительная ткань, покрывающая каждое мышечное волокно скелетной мышцы

эпимизий

Внешний слой соединительной ткани вокруг скелетной мышцы

муфта возбуждения-сжатия

Последовательность событий от передачи сигналов двигательного нейрона к волокну скелетных мышц до сокращения саркомеров волокна

пучок

Пучок мышечных волокон в скелетной мышце

Концевая пластина двигателя

сарколемма мышечного волокна в нервно-мышечном соединении с рецепторами нейромедиатора ацетилхолина

миофибриллы

длинная цилиндрическая органелла, которая проходит параллельно внутри мышечного волокна и содержит саркомеры

миозин

Белок

, составляющий большую часть толстой цилиндрической миофиламента в мышечном волокне саркомера

нервно-мышечное соединение (НМС)

синапс между концом аксона моторного нейрона и участком мембраны мышечного волокна с рецепторами ацетилхолина, высвобождаемого концом

нейромедиатор

сигнальное химическое вещество, высвобождаемое нервными окончаниями, которые связываются с рецепторами на клетках-мишенях и активируют их

перимизий

Соединительная ткань, связывающая волокна скелетных мышц в пучки внутри скелетных мышц

саркомер

в продольном направлении, повторяющаяся функциональная единица скелетных мышц, со всеми сократительными и связанными белками, участвующими в сокращении

сарколемма

плазматическая мембрана волокна скелетных мышц

саркоплазма

цитоплазма мышечной клетки

саркоплазматический ретикулум (SR)

специализированный гладкий эндоплазматический ретикулум, который хранит, высвобождает и извлекает Ca ⁺⁺

синаптическая щель

Пространство между нервным окончанием (аксоном) и концевой пластиной мотора

Трубочка

Проекция сарколеммы внутрь камеры

толстая нить

толстые тяжи миозина и их многочисленные головки, выступающие из центра саркомера к Z-дискам, но не полностью к ним.

тонкая нить

тонких нитей актина и его комплекса тропонин-тропомиозин, выступающих от Z-дисков к центру саркомера

триада

группа из одного Т-канальца и двух терминальных цистерн

тропонин

регуляторный белок, который связывается с актином, тропомиозином и кальцием

тропомиозин

Регуляторный белок, который покрывает миозин-связывающие сайты, чтобы предотвратить связывание актина с миозином

натриевые каналы с регулируемым напряжением

мембранные белки, которые открывают натриевые каналы в ответ на достаточное изменение напряжения и инициируют и передают потенциал действия, когда Na ⁺ входит через канал

Решения

Ответы на вопросы о критическом мышлении

1. Мышцы теряют целостность при сильных движениях, что приводит к их повреждению.
2. Когда мышца сокращается, сила движения передается через сухожилие, которое тянет кость, вызывая движение скелета.
3. Темные полосы A и светлые полосы I повторяются вдоль миофибрилл, и выравнивание миофибрилл в клетке приводит к тому, что вся клетка выглядит полосатой.

Различение трех типов мышечной ткани

Информация

Мышечная ткань — третья из четырех основных категорий тканей животных.Мышечная ткань подразделяется на три большие категории: скелетная, мышца, сердечная, мышца и гладкая, мышца. Три типа мышц можно различить как по их расположению, так и по микроскопическим характеристикам.

Скелетная мышца прикреплена к костям. Он состоит из длинных многоядерных волокон . Волокна проходят по всей длине мышцы, из которой они происходят, и поэтому обычно слишком длинные, чтобы их концы были видны под микроскопом.Волокна относительно широкие и очень длинные, но неразветвленные, . Волокна не являются отдельными клетками, а образуются в результате слияния тысяч клеток-предшественников. Вот почему они такие длинные и почему отдельные волокна многоядерные (одно волокно имеет много ядер). Ядра обычно упираются в край волокна. В скелетных мышцах штрихов, . Это чередующиеся темные и светлые полосы, перпендикулярные краю волокна, которые присутствуют по всей длине волокна.

Сердечная мышца находится только в сердце. Его волокна длиннее, чем ширина, и имеют поперечно-полосатую форму , , как волокна скелетных мышц. Но, в отличие от волокон скелетных мышц, волокна сердечной мышцы имеют отдельные концы, называемые вставными дисками . Это темные линии, идущие от одной стороны волокна к другой. Вставные диски не намного толще полосок, но по этой причине они обычно темнее и отчетливее. Одно волокно сердечной мышцы — это материал между двумя вставленными дисками.Волокна сердечной мышцы состоят из одноядерных, , только с одним ядром на волокно, и иногда они могут быть разветвленными, .

Гладкая мускулатура находится в стенках внутренних органов, таких как органы пищеварительного тракта, кровеносные сосуды и другие. Он состоит из мононуклеарных волокон с конусообразными краями . Под микроскопом на гладкой мускулатуре полосок не видно. Поскольку гладкие мышцы часто оборачиваются вокруг органа, с которым они связаны, бывает трудно найти целое гладкомышечное волокно в профиле в срезе ткани на предметном стекле микроскопа.Большинство волокон будет разрезано под углом или будет трудно попасть в одну плоскость фокуса, но небольшой поиск обычно может выявить некоторые из них, при этом все определяющие характеристики будут видны.

Лаборатория 5 Упражнения 5,6

1. На каждой из трех микрофотографий ниже укажите, какой тип мышцы присутствует. Перечислите определяющие визуальные характеристики этого типа мышц и нарисуйте стрелки к особенностям на фотографии, которые иллюстрируют каждую характеристику.

типов мышечных тканей | Анатомия и физиология

Обзор мышечных тканей

Цели обучения

• Опишите различные типы мышц
• Объясните сжимаемость и расширяемость

Мышцы — это один из четырех основных типов тканей тела, и тело содержит три типа мышечной ткани: скелетную мышцу, сердечную мышцу и гладкую мышцу (Рисунок 7.2). Все три мышечные ткани обладают некоторыми общими свойствами; все они демонстрируют качество, называемое возбудимость , поскольку их плазматические мембраны могут изменять свое электрическое состояние (с поляризованного на деполяризованное) и посылать электрическую волну, называемую потенциалом действия, по всей длине мембраны. В то время как нервная система может в некоторой степени влиять на возбудимость сердечной и гладкой мускулатуры, скелетные мышцы полностью зависят от сигналов нервной системы для правильной работы.С другой стороны, и сердечная мышца, и гладкие мышцы могут реагировать на другие раздражители, такие как гормоны и местные раздражители.

Различия между тремя типами мышц включают микроскопическую организацию их сократительных белков, расположение в теле и механизмы контроля.Белки актина и миозина очень регулярно располагаются в цитоплазме отдельных мышечных клеток (называемых волокнами) как в скелетных, так и в сердечных мышцах, что создает узор или полосы, называемые полосами. Полосы видны в световой микроскоп при большом увеличении (см. Рис. 7.2). Скелетная мышца волокна представляют собой многоядерные структуры, составляющие скелетную мышцу. Сердечная мышца, , находящаяся в сердце, имеет волокна с одним или двумя ядрами и физически и электрически связаны друг с другом, так что все сердце сокращается как одно целое.Скелетная мышца прикреплена к костям и демонстрирует произвольный контроль, в то время как сердечная мышца работает непроизвольно.

Поскольку актин и миозин не расположены таким регулярным образом в гладких мышцах , цитоплазма гладкомышечного волокна (которое имеет только одно ядро) имеет однородный, гладкий вид (отсюда и название гладкие мышцы) . Однако менее организованный вид гладкой мускулатуры не следует рассматривать как менее эффективный. Гладкая мускулатура стенок артерий является важным компонентом, регулирующим кровяное давление, необходимое для проталкивания крови по кровеносной системе; гладкие мышцы кожи, внутренних органов и внутренних проходов необходимы для перемещения всех материалов по телу.Как и сердечная мышца, гладкие мышцы контролируются непроизвольно.

Ткань сердечной мышцы находится только в сердце. Скоординированные сокращения сердечной мышцы перекачивают кровь в сосуды кровеносной системы. Подобно скелетным мышцам, сердечная мышца имеет поперечнополосатую форму и организована в саркомеры, обладающие той же полосчатой ​​структурой, что и скелетные мышцы (рис. 7.3). Однако волокна сердечной мышцы короче волокон скелетных мышц и обычно содержат только одно ядро, которое находится в центральной области клетки.Волокна сердечной мышцы также содержат много митохондрий и миоглобина, поскольку АТФ производится в основном в результате аэробного метаболизма. Клетки волокон сердечной мышцы также сильно разветвлены и на концах соединены друг с другом вставными дисками. Вставной диск , , , позволяет клеткам сердечной мышцы сокращаться волнообразно, так что сердце может работать как насос.

Гладкие мышцы

Гладкая мышца (названная так потому, что клетки не имеют бороздок) присутствует в стенках полых органов, таких как мочевой пузырь, матка, желудок, кишечник, и в стенках проходов, таких как артерии и вены кровеносных сосудов. система, а также тракты дыхательной, мочевыделительной и репродуктивной систем (рис. 7.4ab).Гладкие мышцы также присутствуют в глазах, где они изменяют размер радужной оболочки и форму хрусталика; и в коже, где волосы встают дыбом в ответ на холод или страх.

Гладкомышечные волокна имеют веретенообразную форму (широкие посередине и сужающиеся на обоих концах, напоминающие футбольный мяч) и одно ядро; они варьируются от 30 до 200 мкм м (в тысячи раз короче, чем волокна скелетных мышц), и они производят свою собственную соединительную ткань, эндомизий.Хотя у них нет полос и саркомеров, гладкие мышечные волокна содержат сократительные белки актина и миозина, а также толстые и тонкие волокна.

ВИДОВ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

ВИДЫ МЫШЕЧНОЙ ТКАНИ

В организме есть три типа мышечной ткани: скелетная мышца, сердечная мышца, и гладкая мышца. Давайте обсудим каждый по очереди.

Скелетные мышцы

Скелетная мышца также известна как произвольная мышца , потому что мы можем сознательно или добровольно контролировать ее в ответ на воздействие нервных клеток.Скелетная мышца, наряду с сердечной мышцей, также обозначается как полосатая («полосатая»), потому что она имеет микроскопический вид с прожилками или полосами. Скелетная мышца и связанная с ней соединительная ткань составляют около 40% нашего веса. Вы можете написать на своей наволочке следующие слова: скелетный, полосатый, и добровольный . Возможно, это навсегда свяжет в вашем сознании эти три слова. Однако более вероятно, что арендодатель заставит вас заменить наволочку.

Название: Файл: Muscle Tissue (1) .svg; Автор: Mdunninig13; Сайт: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Muscle_Tissue_%281%29.svg; Лицензия: Этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution-Share Alike 3.0 Unported.

Название: Файл: 414 Skeletal Smooth Cardiac.jpg; Автор: OpenStax College; Сайт: https://commons.wikimedia.org/wiki/File:414_Skeletal_Smooth_Cardiac.jpg; Лицензия: этот файл находится под лицензией Creative Commons Attribution 3.0 Unported.

Сердечная мышца

Сердечная мышца находится только в сердце, и, хотя она имеет поперечно-полосатую форму, как скелетная мышца, она функционирует непроизвольно . Сердечные и большинство гладких мышц аритмичные — они способны сокращаться спонтанно без нервной или гормональной стимуляции. Сердце сокращается или ударов около 100000 раз в день, 36 миллионов раз в год и около 2.5 миллиардов раз в течение жизни. Всего за один день наша кровь преодолевает около 12 000 миль — в четыре раза больше расстояния по США от побережья до побережья — и в течение нашей жизни наше сердце перекачивает около трех супер-танкеров, полных крови. Не напрягайте мозг, пытаясь запомнить эти числа. Цель — оценить возможности этого невероятного органа. Вы можете написать эти слова на другой стороне наволочки: сердечный , поперечно-полосатый , и непроизвольный .Ничего страшного — ты все равно испортил свою наволочку.

Гладкие мышцы

Гладкая мышца широко распространена по всему телу, обнаруживается в стенках полых органов, таких как наши пищеварительные, репродуктивные и мочевыводящие пути, трубы, такие как кровеносные сосуды и дыхательные пути, а также в других местах, например, внутри глаз. Он получил свое название, потому что ему не хватает полосатого вида, который скелетные и сердечные мышцы демонстрируют под микроскопом.Наряду с сердечной мышцей, гладкие мышцы непроизвольны и не находятся под нашим сознательным контролем. Гладкую мышцу иногда называют висцеральной мышцей , потому что она является основным компонентом многих внутренних (висцеральных) органов. Вы можете одолжить подушку соседа по комнате и написать на ней висцеральный , гладкий , и непроизвольный . Ваш сосед по комнате будет вас презирать, но это может помочь вам вспомнить о гладких мышцах. Всегда можно найти нового соседа по комнате.

** Вы можете использовать кнопки ниже, чтобы перейти к следующему или предыдущему чтению в этом модуле **

Типы мышечных клеток: характеристики, расположение, роли

Типы мышечных клеток: хотите узнать об этом больше?

Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.

С чем вы предпочитаете учиться?

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое». — Читать далее. Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер

Автор: Рэйчел Бакстер, бакалавр, магистр наук • Рецензент: Франческа Другган, бакалавр, магистр наук
Последний раз отзыв: 29 октября 2020 г.
Время чтения: 11 минут

Мышечные клетки , широко известные как миоциты , представляют собой клетки, составляющие мышечную ткань. В теле человека есть 3 типа мышечных клеток; сердечная, скелетная и гладкая.Сердечные и скелетные миоциты иногда называют мышечными волокнами из-за их длинной и волокнистой формы. Клетки сердечной мышцы , или кардиомиоциты, представляют собой мышечные волокна, составляющие миокард, средний мышечный слой сердца.

Клетки скелетных мышц составляют мышечные ткани, связанные со скелетом, и играют важную роль в передвижении. Клетки гладкой мускулатуры ответственны за непроизвольное движение, подобное движению кишечника во время перистальтики (сокращение для продвижения пищи через пищеварительную систему).

Клетки скелетных мышц

Характеристики

Клетки скелетных мышц длинные, цилиндрические и поперечно-полосатые .Они многоядерные, означают, что они имеют более одного ядра. Это потому, что они образуются в результате слияния эмбриональных миобластов. Каждое ядро ​​регулирует метаболические потребности саркоплазмы вокруг него. Клетки скелетных мышц имеют высокие потребности в энергии, поэтому они содержат много митохондрий и для выработки достаточного количества АТФ.

Клетки скелетных мышц, тип поперечно-полосатых мышечных клеток, образуют мышцу, которую мы используем для движения, и разделяются на различные мышечные ткани по всему телу, например, на двуглавую мышцу.Скелетные мышцы прикрепляются к костям с помощью сухожилий и могут достигать 30 см в длину, хотя обычно они составляют от 2 до 3 см в длину.

Строение

Анатомия мышечных клеток отличается от анатомии других клеток тела, и биологи применили определенную терминологию к различным частям этих клеток. Клеточная мембрана мышечной клетки известна как сарколемма , а цитоплазма называется саркоплазмой . Саркоплазма содержит миоглобин , место хранения кислорода, а также гликоген в форме гранул в цитозоле, которые обеспечивают источник энергии.

Саркоплазма также содержит множество трубчатых белковых структур, называемых миофибриллами , которые состоят из миофиламентов . Есть 3 типа миофиламентов; толстый, тонкий и эластичный. Толстые миофиламенты состоят из миозина, типа моторного белка, а тонкие миофиламенты состоят из актина, другого типа белка, используемого клетками для построения структуры. Эластичные миофиламенты состоят из упругой формы закрепляющего белка, известного как титин .Вместе эти миофиламенты создают мышечные сокращения, позволяя головкам миозинового белка ходить вдоль актиновых волокон, создавая скользящее действие. Основной единицей поперечно-полосатой (полосатой) мышцы является саркомер , состоящий из актиновых (светлые полосы) и миозиновых (темные полосы) нитей.

Нужна помощь в идентификации мышечных клеток под микроскопом? Не ищите ничего, кроме нашего руководства по тестам на ткани.

Сокращение

Мышечные сокращения поперечно-полосатых мышечных клеток регулируются концентрацией ионов кальция , которая, в свою очередь, регулируется структурой, известной как саркоплазматический ретикулум .Эта структура похожа на гладкую эндоплазматическую сеть других типов клеток. Чтобы произвести сократительную силу, миозин связывается с актиновыми филаментами, немного вращаясь, а затем натягивая нити друг на друга, как весла, движущиеся в лодке. Клетки скелетных мышц также содержат два регуляторных белка, известные как тропонин и тропомиозин . Они предотвращают связывание актина сайта связывания миозиновой головки с миозином. Сайт связывания миозиновой головки на актиновой нити остается закрытым до тех пор, пока ионы кальция не высвободятся из саркоплазматического ретикулума (SR).Ионы кальция, высвобождаемые из SR, являются конечным результатом цепочки событий в цикле сокращения, запускаемой потенциалом действия, запускающим высвобождение ацетилхолина (ACh) , нейромедиатора.

Этот процесс усиливается структурами, известными как поперечные канальцы или Т-канальцы , которые представляют собой инвагинации сарколеммы, позволяя деполяризации быстрее достигать внутренней части клетки. Т-трубочка, окруженная увеличенными саркоплазматическими ретикулумами, называемыми терминальными цистернами , , образуют структуру, называемую триадой .Это участвует в деполяризации и активации мышечной клетки, что приводит к сокращению. Поскольку сокращение требует энергии, поперечнополосатые мышечные клетки содержат много крупных митохондрий, которые в мышечных клетках называются саркосомами .

Клетки сердечной мышцы

Характеристики

Кардиомиоциты короткие и узкие, довольно прямоугольной формы. Они имеют ширину около 0,02 мм и длину 0,1 мм (миллиметр).Кардиомиоциты содержат множество саркосом , которые обеспечивают необходимую энергию для сокращения. В отличие от клеток скелетных мышц кардиомиоциты обычно содержат одно ядро ​​ . Кардиомиоциты обычно содержат те же клеточные органеллы, что и клетки скелетных мышц, хотя они содержат больше саркосом.

Кардиомиоциты большие и мускулистые и структурно связаны между собой вставными дисками , которые имеют щелевые соединения, для диффузии и связи.Диски выглядят как темные полосы между клетками и являются уникальным аспектом кардиомиоцитов. Они возникают из-за того, что мембраны соседних миоцитов находятся очень близко друг к другу и образуют своего рода клей между клетками. Это позволяет передавать сократительной силы между клетками по мере того, как электрическая деполяризация распространяется от клетки к клетке. Ключевая роль кардиомиоцитов — генерировать достаточную сократительную силу, чтобы сердце могло эффективно биться. Они сокращаются вместе в унисон, вызывая давление, достаточное для того, чтобы заставить кровь течь по телу.

Сателлитные соты

Кардиомиоциты не могут эффективно делиться, а это означает, что если клетки сердца потеряны, они не могут быть восстановлены. Результатом этого является то, что каждая отдельная ячейка должна работать усерднее, чтобы производить одинаковый результат. В ответ на потребность организма в увеличении сердечного выброса кардиомиоциты могут увеличиваться в размерах (этот процесс известен как гипертрофия , ). Если клетки по-прежнему не могут производить сократительную силу, необходимую организму, произойдет сердечная недостаточность.Однако в сердечной мышце присутствуют сателлитные клетки (медсестры). Это миогенные клетки, которые заменяют поврежденные мышцы, хотя их количество ограничено. Клетки-сателлиты также присутствуют в клетках скелетных мышц.

Клетки гладкой мускулатуры

Характеристики

Гладкомышечные клетки имеют веретеновидную форму и содержат одно центральное ядро. Их длина составляет от 10 до 600 мкм (микрометров), и они представляют собой самый маленький тип мышечной клетки.Они имеют эластичность и поэтому важны для расширения таких органов, как почки, легкие и влагалище. Миофибриллы гладкомышечных клеток не выровнены, как в сердечных и скелетных мышцах, что означает, что они не имеют поперечной полосы, отсюда и название гладкие.

Гладкомышечные клетки расположены вместе в листах , и такая организация означает, что они могут сокращаться одновременно. У них слабо развитые саркоплазматические сети и они не содержат Т-канальцев из-за ограниченного размера клеток.Однако они действительно содержат другие нормальные клеточные органеллы, такие как саркосомы , , но в меньшем количестве.

Расположение и функции

Гладкомышечные клетки ответственны за непроизвольные сокращения и обнаруживаются в стенках кровеносных сосудов и полых органах, таких как желудочно-кишечный тракт, матка и мочевой пузырь. Они также присутствуют в глазу и сокращаются, изменяя форму линзы, заставляя глаз фокусироваться.Гладкая мышца также отвечает за волны сокращения во всей пищеварительной системе, заставляя пищу перемещаться по телу (перистальтика) .

Как и клетки сердца и скелетных мышц, клетки гладких мышц сокращаются в результате деполяризации сарколеммы . В гладкомышечных клетках этому способствуют щелевые соединения. Щелевые соединения представляют собой туннели, которые позволяют передавать импульсы между ними, так что деполяризация может распространяться, заставляя миоциты сокращаться вместе в унисон.

Особенности

Клетки скелетных мышц

• Мышечные клетки, обычно известные как миоциты , представляют собой клетки, составляющие мышечную ткань. В теле человека есть 3 типа мышечных клеток; сердечная, скелетная и гладкая.
• Клетки скелетных мышц длинные, цилиндрические, многоядерные, и поперечно-полосатые. Каждое ядро ​​регулирует метаболические потребности саркоплазмы вокруг него.Клетки скелетных мышц имеют высокие потребности в энергии, поэтому они содержат много митохондрий и для выработки достаточного количества АТФ. Саркоплазма состоит из миофибрилл, которые, в свою очередь, состоят из толстых и тонких миофиламентов. Эти клетки образуют мышцу, которую мы используем для движения и сокращения из-за скольжения миозиновых головок по актиновым филаментам. Этот процесс регулируется такими факторами, как кальций, тропонин, тропмиозин и Т-канальцы.

Клетки сердечной мышцы

• Кардиомиоциты короткие и узкие, довольно прямоугольной формы.Они содержат одно ядро ​​ , органеллы клетки, подобные клеткам скелетных мышц, и множество саркосом , которые обеспечивают необходимую энергию для сокращения. Кардиомиоциты структурно связаны между собой интеркалированными дисками , которые имеют щелевые контакты для диффузии и связи. Они обеспечивают передачу сократительной силы между клетками по мере того, как электрическая деполяризация распространяется от клетки к клетке, что способствует равномерной сокращающей силе.Поскольку эти сердечные клетки не могут делиться, сателлитные клетки отвечают за замену поврежденных.

Клетки гладкой мускулатуры

• Клетки гладкой мускулатуры эластичны, не имеют бороздок, имеют веретеновидную форму, и содержат одно центральное ядро. Гладкомышечные клетки расположены вместе в листе , и такая организация означает, что они могут сокращаться одновременно. У них слабо развитые саркоплазматические сети и они не содержат Т-канальцев из-за ограниченного размера клеток.Однако они действительно содержат другие нормальные клеточные органеллы, такие как саркосомы , , но в меньшем количестве. Клетки гладкой мускулатуры ответственны за непроизвольных сокращений, , и они также содержат щелевые соединения для распространения деполяризации.

Типы мышечных клеток: хотите узнать об этом больше?

Наши увлекательные видео, интерактивные викторины, подробные статьи и HD-атлас помогут вам быстрее достичь лучших результатов.

С чем вы предпочитаете учиться?

«Я бы честно сказал, что Kenhub сократил мое учебное время вдвое.” — Читать далее. Ким Бенгочеа, Университет Реджиса, Денвер