Биология. В 3-х томах. Т. 3
- Автор: Грин Найджел, Стаут Уилф
- Год: 1990
- Язык: русский
- Жанр: Биология
Электронная книга - «Биология. В 3-х томах. Т. 3». Краткое содержание книги:
В т. 3 рассматриваются опорно-двигательные системы, гомеостаз, процессы выделения и осморегуляции; размножение, рост и развитие; вопросы наследственности, изменчивости и эволюции. В книгу включен также дополнительный материал по проблемам экологии из последнего английского издания 1989 г.
Для студентов-биологов, преподавателей биологии в школе, биологов всех специальностей, а также учащихся старших классов.
2. Гладкие мышцы (разд. 17.5.3) (их также называют непроизвольными). Эти мышцы находятся в стенках трубчатых органов тела и обеспечивают передвижение содержимого этих органов; они медленно сокращаются самопроизвольно и иннервируются вегетативной нервной системой.
3. Сердечная мышца. Она имеется только в сердце, сокращается самопроизвольно и не подвержена утомлению. Иннервируется вегетативной нервной системой.
17.4.1. Особенности скелетных мышц
Скелетные мышцы присоединяются к кости по меньшей мере в двух местах, к одной неподвижной и одной подвижной части скелета (первую из них называют "началом" мышцы, а вторую — "прикреплением"). Мышца прикрепляется с помощью плотных, малорастяжимых сухожилий — соединительнотканных образований, состоящих почти исключительно из коллагеновых волокон (разд. 5.5). Один конец сухожилия без перерыва переходит в наружную оболочку мышцы, а другой — очень прочно присоединен к надкостнице.
Поскольку мышцы способны развивать силу только при укорочении (т. е. только тянуть, но не толкать), ясно, что 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. В табл. 17.3 приведена классификация мышц по типу производимых ими движений.
Таблица 17.3. Типы движений, производимых нарами мышц-антагонистов
Очень редко в движении участвует лишь одна пара мышц-антагонистов. Обычно каждое отдельное движение обеспечивается группами мышц, называемых синергистами.
17.4.2. Поперечнополосатые мышцы
Поперечнополосатая мышца состоит из множества функциональных единиц — мышечных волокон, или мышечных клеток[1]. Они имеют цилиндрическую форму и расположены параллельно друг другу. Это многоядерные клетки 0,01-0,1 мм в диаметре, достигающие нескольких сантиметров в длину. Ядра в волокне расположены около его поверхности. Пучки мышечных волокон окружены коллагеновыми волокнами и соединительной тканью; между волокнами тоже находится коллаген. На конце мышц коллаген вместе с соединительной тканью образует сухожилия, которые служат для прикрепления мышц к разным частям скелета. Каждое волокно окружено мембраной — сарколеммой, которая по своему строению очень сходна с обычной плазматической мембраной.
В мышечных волокнах содержится большое количество миофибрилл (от греч. mys — мышца), которые и создают характерную поперечную исчерченность. Каждая миофибрилла состоит из белковых нитей двух типов — актиновых и миозиновых. Между миофибриллами находится множество митохондрий. Цитоплазма мышечного волокна называется саркоплазмой и содержит сеть внутренних мембран — саркоплазматический ретикулум. Поперек волокна и между миофибриллами проходит система трубочек, называемая Т-системой, которая связана с сарколеммой (рис. 17.15). В определенных местах трубочки Т-системы располагаются между двумя цистернами саркоплазматического ретикулума. Комплекс из одной Т-трубочки и двух цистерн называется триадой. Трубочка и цистерны соединены между собой поперечными мембранными мостиками. Цистерны участвуют в захвате и высвобождении ионов Са2+. В результате концентрация этих ионов в саркоплазме снижается или увеличивается, что в свою очередь влияет на активность АТФазы, а значит, и на сократительную функцию мышечного волокна.
Рис. 17.15. Саркоплазматический ретикулум и Т-система
В световой микроскоп видна лишь поперечная исчерченность миофибрилл. Это выглядит как правильное чередование светлых и темных полос, названных соответственно зонами (или дисками) I и А. По середине каждой зоны проходит тонкая темная линия. Электронно-микроскопическое исследование ясно показывает, что исчерченность обусловлена определенным расположением нитей актина (тонких филаментов) и миозина (толстых филаментов). Это схематически представлено на рис. 17.16.
Рис. 17.16. Ультраструктура скелетного мышечного
Зона I разделена на две половинки темной линией Z. Участок миофибриллы между двумя линиями Z называется саркомером. В обе стороны от линии Z отходят актиновые нити, а в середине саркомера находятся миозиновые нити. Все они лежат параллельно друг другу, образуя, как видно на поперечном срезе, гексагональную решетку (рис. 17.17. и 17.18). В определенных участках саркомера актиновые и миозиновые нити перекрываются; в этих участках вокруг одной миозиновой нити размещаются шесть актиновых. Такое взаиморасположение миофиламентов приводит к появлению в саркомере нескольких дисков (полос). Там, где актиновые и миозиновые нити перекрываются, они образуют диск А, в то время как в районе диска I находятся только актиновые нити. Средняя часть зоны А более светлая; она называется зоной Нив свою очередь может подразделяться надвое линией М, которая делит миозиновые нити на две равные части.
1
Строго говоря, мышечное волокно — не отдельная клетка, а результат слияния многих клеток, т.е. синцитий. — Прим. ред.