Мышцы как эффекторные системы

Мышцы и железы являются эффекторами, т. е. органами, которые что-либо «делают». Мышечная ткань подобна нервной в том, что мембраны мышечных клеток могут после стимуляции проводить электрические импульсы в соответствии с законом «все или ничего».

Кроме того, в результате возбуждения мембраны мышечные клетки способны сокращаться; при сокращении изменяется форма мышечной клетки, что обеспечивается наличием в ней специализированных белков.


Мышечную ткань позвоночных можно подразделить на три основных типа: сердечную мышцу, образующую стенки сердца; гладкую мускулатуру, располагающуюся в стенках многих внутренних органов, в том числе в пищеварительном тракте, кровеносных сосудах, магке, влагалище и мочевом пузыре; к третьему типу относится скелетная, или поперечно-полосатая, мускулатура,




приводящая в движение кости скелета и меняющая таким образом положение тела или его частей (рис. 23.19). Как правило, только скелетная мускулатура подчиняется контролю сознания.
Сердечная мышца и гладкие мышцы образованы отдельными мышечными клетками. Особенность поперечно-полосатой мускулатуры состоит в том, что составляющие ее клетки еще в эмбриогенезе сливаются, образуя мышечные волокна, заключающие ядра и цитоплазму многих клеток внутри общей мембраны.
Сокращение мышцы. Этот процесс наиболее подробно изучен на модели поперечно-полосатых волокон, хотя ясно, что механизм сокращения всех мышц примерно одинаков. Пучки поперечно-полосатых мышечных волокон формируют все известные нам мышцы (например, двуглавую мышцу плеча или ягодичную мышцу) (рис. 23.20). С помощью светового микроскопа видна поперечная исчерченность волокон, свидетельствующая о периодичности их внутренней структуры (рис.

23.19). Такая структура образована нитями (мио- филаментами) сократительных белков и мембранами, к которым они прикреплены. Основная единица мышечного волокна-участок, заключенный между двумя соседними Z-пластинками (рис. 23.21). Тонкие нити состоят главным образом из белка актина, а толстые нити-из миозина. При сокращении мышцы «головки», выступающие из молекул миозина, прикрепляются к активным нитям и начинают вращаться, обеспечивая движение толстых и тонких нитей друг относительно друга (в целом это очень напоминает работу домкрата, которым приподнимают автомобиль при замене колеса). Такое движение приводит к сближению соседних Z-пластинок, в результате чего вся мышца укорачивается (рис. 23.22).
Для сокращения мышцы требуется энергия в форме АТФ, которая затрачивается на вращение миозиновых головок. Исследователей долго удивлял тот факт, что энергия необходима не только для сокращения, но и для расслабления мышцы, тогда как можно было бы ожидать, что один процесс окажется активным, а другой-пассивным. Поспешность такого заключения наглядно демонстрирует феномен трупного окоченения. После смерти с истощением резерва АТФ в организме мышцы утрачивают способность и сокращаться, и расслабляться. Они оказываются зафиксированными в том состоянии, которое имели в момент, когда запасы АТФ иссякли. Для расслабления мышцы АТФ необходим потому, что миозиновые головки не могут оторваться от ни-


тей актина, пока их не освободят новые молекулы АТФ, связывающиеся с миозином.
Помимо АТФ для сокращения мышцы требуются ионы кальция, которые связываются с тонкими нитями. Концентрация кальция в волокне возрастает при сокращении мышцы и снижается при расслаблении.

Еще по теме Мышцы как эффекторные системы:

1. МЫШЦЫ ТАЗОВОЙ КОНЕЧНОСТИ Мышцы, действующие на бедро
2. МЫШЦЫ ГРУДНОЙ КОНЕЧНОСТИ Мышцы плечевого пояса
3. ПРИМЕНЕНИЕ БЕСПОДСТИЛОЧНОГО НАВОЗА КАК СОСТАВНАЯ ЧАСТЬ СИСТЕМЫ УДОБРЕНИЯ Основы системы удобрения
4. Основные характеристики популяции как экологогенетической системы
5. РАСТЕНИЕ И РАСТИТЕЛЬНЫЙ ПОКРОВ КАК ОПТИЧЕСКАЯ СИСТЕМА
6. Приводящие мышцы
7. Ягодичные мышцы
8. Заднебедренные мышцы
9. МЫШЦЫ, ДЕЙСТВУЮЩИЕ НА ЗАПЛЮСНУ И ПЛЮСНУ
10. Мышцы локтевого сустава
11. Мышцы, действующие на голень
12. Длинные пальцевые мышцы
13. Глубокие тазобедренные мышцы
14. Мышцы позвоночного столба