Какую функцию выполняет гладкая мускулатура сосуда

Категория: Основы строения и функции сердечно-сосудистой системы.

Гладкая мускулатура сосудов

Так как метаболические потребности организма постоянно изменяются, сердечно-сосудистая система должна постоянно регулировать диаметр кровеносных сосудов. Целями этих постоянных изменений в сосудах являются: (1) регуляция скорости кровотока через отдельные ткани (функция артериол) и (2) регуляция распределения объема крови и наполнения камер сердца (функция вен). Эти изменения диаметра осуществляются посредством^регуляции сократительной активности гладкомышечных клеток, которые находятся в стенках всех сосудов за исключением капилляров. Задача гладкой мускулатуры сосудов представляется уникальной, поскольку для того, чтобы поддерживать определенную величину диаметра сосуда при наличии постоянного расширяющего давления крови в нем, гладкая мускулатура сосудов должна обладать способностью сохранять активное напряжение на протяжении длительного периода времени.

Существует много функциональных характеристик, которые отличают гладкую мускулатуру как от скелетной, так и сердечной мышцы. Например, по сравнению с другими типами мышц, гладкомышечные клетки

1. сокращаются и расслабляются гораздо более медленно,
2. развивают активное напряжение при большем диапазоне длины мышцы,
3. могут изменять свою сократительную активность, вследствие потенциалов действия или вследствие изменений мембранного потенциала покоя,
4. могут изменять свою сократительную активность при отсутствии изменений величины мембранного потенциала,
5. поддерживают напряжение на протяжении длительного времени при низких энергозатратах,
6. могут активироваться при растяжении.

Механика сокращения

Клетки гладкой мускулатуры сосудов невелики по размеру (около 5 мкм х 50 мкм), веретенообразной формы и циркулярно расположены в стенке сосудов. Во многих сосудах соседние гладкомышечные клетки электрически связаны с помощью вставочных дисков, сходных с теми, что обнаружены в миокарде.

Как и в других типах мышц, развитие силы и сокращения гладкой мышцы являются результатом взаимодействия с помощью поперечных мостиков между тонкими и толстыми сократительными нитями, состоящими из миозина и актина соответственно.

Однако в гладкой мышце эти волокна не образуют регулярных повторяющихся единиц саркомеров. Вследствие этого клетки «гладкой» мышцы утрачивают видимую под микроскопом исчерченность, характерную для скелетных и сердечных мышечных клеток. Нити актина в гладкой мышце гораздо длиннее, чем в поперечнополосатой мышце. Многие из этих нитей актина прикрепляются к внутренней поверхности клетки с помощью образований, которые называются плотными спайками. Внутри клетки нити актина соединены между собой небольшими связками поперечных структур, которые называются плотными тельцами. Нити миозина распределены между нитями актина гладкомышечной клетки в более случайном порядке по сравнению с регулярным чередованием, характерным для поперечнополосатых мышц. В поперечнополосатой мышце все без исключения сократительные нити расположены вдоль продольной оси клетки, в то время как в гладкой мышце многие сократительные нити направлены под углом или даже поперечно по отношению к продольной оси клетки. Несмотря на отсутствие организованных саркомеров, изменения длины гладкой мышцы влияют на ее способность к развитию активного напряжения. Возможно, благодаря наличию длинных нитей актина и отсутствию организованных саркомеров, гладкая мышца развивает напряжение в большем диапазоне длины, по сравнению со скелетной или сердечной мышцей.

Как и в поперечнополосатой мышце, сила взаимодействия поперечных мостиков между тонкими и толстыми нитями в гладкой мышце регулируется, прежде всего, изменением уровня свободного внутриклеточного Са2+, уровень которого колеблется приблизительно от 10~7 моль в релаксированной мышце до 10″6моль во время максимального сокращения. В то же время последовательность этапов сопряжения повышения уровня свободного Са2+ с взаимодействием сократительных нитей отличается в гладкой мышце от этапов в поперечнополосатой мышце.

Источник

Определение гладких мышц

Гладкий; плавный мускул это тип мышечная ткань который используется различными системами для оказания давления на сосуды и органы. Гладкая мышца состоит из листов или нитей гладкомышечных клеток. Эти клетки содержат волокна актина и миозина, которые проходят через клетка и поддерживаются каркасом других белков. Гладкие мышцы сокращаются при определенных стимулах, поскольку АТФ высвобождается для использования миозином. Количество высвобождаемой АТФ зависит от интенсивности раздражителей, что позволяет гладким мышцам иметь постепенное сокращение по сравнению с сокращением «включено-выключено». скелетная мышца.

Гладкая мышечная структура

Гладкая мышца ткань в отличие от скелетных или сердечных тканей, на клетках нет четко выраженных полос. Это потому, что гладкомышечные клетки организованы не так, как другие мышечные клетки. Как видно из рисунка ниже, актиновые и миозиновые филаменты в гладких мышцах располагаются друг над другом по клеткам. Это «лестничное» расположение актина и миозина сильно отличается от структуры в скелете и сердечная мышца, Актиновые филаменты (красные линии) в гладких мышцах бегут от одной стороны клетки к другой, соединяясь в плотных телах и в клеточная мембрана, В скелетной и сердечной мышце актиновые филаменты прикреплены к Z-пластинам, которые содержат много актиновых филаментов и обнаруживаются под микроскопом в виде темных полос. В гладких мышцах волокна актина и миозина расположены под углом друг к другу, когда они проходят через клетку. Это можно увидеть на изображении ниже.

Функция гладких мышц

Как и вся мышечная ткань, функция гладких мышц заключается в сокращении. Изображение выше показывает, как волокна актина и миозина укорачиваются, эффективно сокращая клетки. Тем не менее, есть некоторые важные различия в том, как гладкие мышцы сокращаются по сравнению с другими типами мышц. В скелетных мышцах сигнал от соматическая нервная система переходит к мышце, где он стимулирует органеллы в мышечная клетка выпустить кальций. Кальций заставляет белок отделяться от актина, а миозин быстро связывается с отверстием на актине. Поскольку всегда был доступен АТФ, миозин использует его для быстрого сокращения клеток.

То же самое не относится к гладкой мышечной ткани. В гладких мышцах соматическое сокращение не контролируется добровольно нервная система, но по сигналам автономной нервной системы, таким как нервные импульсы, гормоны и другие химические вещества, выделяемые специализированными органами. Гладкая мышца специализируется на постоянном сокращении, в отличие от скелетных мышц, которые быстро сокращаются и освобождаются. Вместо кальциевого триггера, который запускает реакцию сокращения, у гладких мышц больше газа, как в машине.

Нервный импульс или внешний стимул достигает клетки, которая говорит ей, чтобы выпустить кальций. Клетки гладких мышц не имеют специального белка на актине, который препятствует связыванию миозина. Скорее, актин и миозин постоянно связывают. Но миозин может удерживаться и ползти только при наличии энергии. Внутри гладкомышечных клеток находится сложный путь, который позволяет уровню кальция контролировать количество АТФ, доступного для миозина. Таким образом, когда стимул снят, клетки не сразу расслабляются. Миозин продолжает связываться с актином и ползти вдоль нитей, пока уровень кальция не упадет.

Расположение гладких мышц

Эта специализированная функция сокращения в течение длительного времени и удержания этой силы – вот почему гладкие мышцы были адаптированы ко многим областям тела. Гладкая мышечная линия многих частей сердечно-сосудистая система, пищеварительная система и даже отвечает за поднятие волос на вашей руке.

В системе кровообращения гладкие мышцы играют жизненно важную роль в поддержании и контроле кровь давление и поток кислорода по всему телу. В то время как большая часть давления применяется сердце каждая вена и артерия выстлана гладкой мышцей. Эти маленькие мышцы могут сжиматься, чтобы оказывать давление на систему или расслабляться, чтобы позволить большему количеству крови течь. Испытания показали, что эти гладкие мышцы стимулируются наличием или отсутствием кислорода, и изменяют вены, чтобы обеспечить достаточное количество кислорода, когда оно низкое.

Гладкая мышца также выстилает большую часть пищеварительной системы по тем же причинам. Тем не менее, клетки в пищеварительной системе имеют другие стимулы, чем в кровеносной системе. Например, листы гладких мышц в кишечнике реагируют на глотание. При глотании натяжение прикладывается к одной стороне листа. Клетки на этой стороне сжимаются в реакции, волна начинает распространяться вниз по вашему пищеварительному тракту. Это явление известно как перистальтика и является причиной перемещения пищи через множество поворотов кишечника.

Гладкая мышца, благодаря своей способности сокращаться и удерживаться, используется для многих функций во многих местах тела. Помимо перечисленных выше, гладкая мышца также ответственна за сокращение радужной оболочки, поднятие мелких волосков на руке, сокращение многих сфинктеров в вашем теле и даже перемещение жидкостей через органы, оказывая на них давление. Хотя гладкая мышца не сжимается и не освобождается так быстро, как скелетная или сердечная мышца, она гораздо полезнее для обеспечения постоянного эластичного напряжения.

викторина

1. Ученому предлагается проверить два неизвестных образца мышц и определить, какой из них является гладкомышечной, а какой – скелетной. Однако ученый вчера разбил свой микроскоп. Какой из следующих методов позволит ученому идентифицировать гладкую мышцу из скелетной мышцы?A. Положите ткани в решение содержащий бесплатный АТФB. Поместите ткани в раствор, содержащий ионы кальцияC. Тот, кто выглядит сильнее, скелетная мышца

Ответ на вопрос № 1

верно. Помещая ткани в раствор свободной АТФ, мы можем различить гладкую и скелетную мышцы. Скелетные мышцы уже имеют доступ к АТФ и не будут сокращаться при введении в это решение. Гладкая мышца использует ряд белков для ингибирования свободной АТФ и предотвращения работы миозина. В растворе, содержащем много свободного АТФ, гладкие мышцы будут сокращаться. Обе ткани будут сокращаться в растворе ионов кальция, потому что кальций индуцирует обе системы.

2. Гладкомышечные клетки связаны друг с другом через области, называемые адгезивными соединениями. Эти области содержат много волокнистых белков для силы, когда клетки тянутся друг против друга. Соединения также содержат небольшие промежутки, которые позволяют клеточным мембранам двух соседних клеток соединяться. Какова функция этих щелевых соединений, как они называются?A. Отверстия увеличивают прочность соединенияB. Нервные импульсы и химические вещества можно перенести сюдаC. Клетки проходят АТФ через отверстия

Ответ на вопрос № 2

В верно. Когда сокращение происходит в гладкой мышечной ткани, важно, чтобы остальные клетки реагировали. Найденные щелевые соединения между клетками обеспечивают прохождение нервного импульса или химического сигнала, который начал сокращение. Это гарантирует, что многие клетки сжимаются одновременно, производя желаемый эффект для организм,

3. Ниже приведены заявления о гладких мышцах. Выберите неправильное утверждение.A. Гладкая мышца использует те же моторные белки, что и скелетная мышцаB. Гладкая мышца располагается так же, как и скелетная мышцаC. Гладкая мышца не имеет борозд

Ответ на вопрос № 3

В верно. Гладкая мышца не имеет борозд, потому что она расположена иначе, чем скелетная мышца. Расположение не производит темные полосы в клетках, но используются те же моторные белки (актин и миозин).

Ссылки

• Lodish, H., Berk, A., Kaiser, C.A., Krieger, M., Scott, M.P., Bretscher, A.,. , , Мацудайра, П. (2008). Молекулярно-клеточная биология редактор Нью-Йорк: W.H. Фримен и Компания.

Источник

Ткань – это совокупность схожих по строению клеток, которые объединены общими функциями. Практически все многоклеточные организмы состоят из разных типов тканей.

Классификация

У животных и человека в организме присутствуют следующие типы тканей:

• эпителиальная;
• нервная;
• соединительная;
• мышечная.

Эти группы объединяют по несколько разновидностей. Так, соединительная ткань бывает жировой, хрящевой, костной. Также сюда относятся кровь и лимфа. Эпителиальная ткань существует многослойная и однослойная, в зависимости от строения клеток можно выделить также плоский, кубический, цилиндрический эпителий и т. д. Нервная бывает только одного вида. А о мышечном типе ткани мы поговорим подробнее в этой статье.

Виды мышечной ткани

В организме всех животных выделяют три ее разновидности:

• гладкая мускулатура;
• поперечно-полосатые мышцы;
• сердечная мышечная ткань.

Функции гладкой мышечной ткани отличаются от таковых у поперечно-полосатой и сердечной, поэтому другое у нее и строение. Давайте рассмотрим подробнее структуру каждого вида мускулатуры.

Общая характеристика мышечных тканей

Так как все три вида относятся к одному типу, у них есть много общего.

Клетки мышечной ткани называются миоцитами, или волокнами. В зависимости от разновидности ткани, они могут иметь различную структуру.

Мышечная ткань, фото которой можно увидеть ниже, практически не имеет межклеточного вещества.

Еще одним общим признаком всех видов мышц является то, что они способны сокращаться, однако у разных видов этот процесс происходит индивидуально.

Особенности миоцитов

Клетки гладкой мышечной ткани, как и поперечно-полосатой и сердечной, обладают вытянутой формой. Кроме того, в них есть особые органоиды, которые называются миофибриллы, или миофиламенты. В них содержатся сократительные белки (актин, миозин). Они необходимы для того, чтобы обеспечить движение мышцы. Обязательным условием функционирования мускула, кроме наличия сократительных белков, также является присутствие в клетках ионов кальция. Поэтому недостаточное или избыточное употребление продуктов с высоким содержанием данного элемента может привести к некорректной работе мускулатуры – как гладкой, так и поперечно-полосатой.

Кроме того, в клетках присутствует еще один специфический белок – миоглобин. Он необходим для того, чтобы связываться с кислородом и запасать его.

Что касается органоидов, то кроме наличия миофибрилл особенным для мышечных тканей является содержание большого количества в клетке митохондрий – двумембранных органоидов, отвечающих за клеточное дыхание. И это неудивительно, так как мышечному волокну для сокращения необходимо большое количество энергии, вырабатываемой при дыхании митохондриями.

В некоторых миоцитах также присутствует более чем одно ядро. Это характерно для поперечно-полосатой мускулатуры, в клетках которой может содержаться около двадцати ядер, а иногда эта цифра доходит и до ста. Это связано с тем, что волокно поперечно-полосатой мышцы сформировано из нескольких клеток, объединенных впоследствии в одну.

Строение поперечно-полосатых мышц

Данный тип ткани еще называют скелетной мускулатурой. Волокна этого типа мышц длинные, собранные в пучки. Их клетки могут достигать нескольких сантиметров в длину (вплоть до 10-12). В них содержится много ядер, митохондрий и миофибрилл. Основная структурная единица каждой миофибриллы поперечно-полосатой ткани – саркомер. Он состоит из сократительного белка.

Главная особенность этой мускулатуры заключается в том, что она может контролироваться сознательно, в отличие от гладкой и сердечной.

Волокна данной ткани прикрепляются к костям с помощью сухожилий. Именно поэтому такие мышцы и называются скелетными.

Структура гладкой мышечной ткани

Гладкие мышцы выстилают некоторые внутренние органы, такие как кишечник, матка, мочевой пузырь, а также сосуды. Кроме того, из них формируются сфинктеры и связки.

Гладкое мышечное волокно не такое длинное, как поперечно-полосатое. Но толщина его больше, чем в случае со скелетными мускулами. Клетки гладкой мышечной ткани обладают веретоноподобной формой, а не нитевидной, как миоциты поперечно-полосатой.

Структуры, которые обесечивают сокращение гладких мышц, называются протофибриллами. В отличие от миофибрилл, они обладают более простой структурой. Но материал, из которого они построены, – все те же сократительные белки актин и миозин.

Митохондрий в миоцитах гладкой мускулатуры также меньше, чем в клетках поперечно-полосатой и сердечной. Кроме того, в них содержится только одно ядро.

Особенности сердечной мышцы

Некоторые исследователи определяют ее как подвид поперечно-полосатой мышечной ткани. Их волокна и вправду во многом похожи. Клетки сердца – кардиомиоциты – также содержат несколько ядер, миофибриллы и большое количество митохондрий. Данная ткань, как и скелетные мышцы, способна сокращаться намного быстрее и сильнее, нежели гладкая мускулатура.

Однако основной особенностью, отличающей сердечную мышцу от поперечно-полосатой, является то, что она не может контролироваться сознательно. Сокращение ее происходит только автоматически, как и в случае с гладкими мышцами.

В составе сердечной ткани, кроме типичных клеток, присутствуют также секреторные кардиомиоциты. Они не содержат в себе миофибрилл и не сокращаются. Эти клетки отвесают за выработку гормона атриопептина, который необходим для регуляции артериального давления и контроля объема циркулирующей крови.

Функции поперечно-полосатых мышц

Основная их задача – перемещение тела в пространстве. Также это перемещение частей тела относительно друг друга.

Из других функций поперечно-полосатых мышц можно отметить поддержание позы, депо воды и солей. Кроме того, они выполняют защитную роль, что особенно касается мышц брюшного пресса, предотвращающих механическое повреждение внутренних органов.

К функциям поперечно-полосатой мускулатуры можно также причислить регуляцию температуры, так как при активном сокращении мышц происходит выделение значительного количества тепла. Вот почему при перемерзании мышцы начинают непроизвольно дрожать.

Функции гладкой мышечной ткани

Мускулатура данного вида выполняет эвакуаторную функцию. Она заключается в том, что гладкие мышцы кишечника проталкивают каловые массы к месту их выведения из организма. Также эта роль проявляется при родах, когда гладкие мышцы матки выталкивают плод из органа.

Функции гладкой мышечной ткани этим не ограничиваются. Также немаловажна их сфинктерная роль. Из ткани данного вида формируются специальные круговые мышцы, которые могут смыкаться и размыкаться. Сфинктеры присутствуют в мочевых путях, в кишечнике, между желудком и пищеводом, в желчном пузыре, в зрачке.

Еще одна важная роль, которую играют гладкие мышцы, – формирование связочного аппарата. Он необходим для поддержания правильного положения внутренних органов. При понижении тонуса этих мышц может происходить опущение некоторых органов.

На этом функции гладкой мышечной ткани заканчиваются.

Предназначение сердечной мышцы

Здесь, в принципе, особо говорить не о чем. Основная и единственная функция этой ткани – обеспечение циркуляции крови в организме.

Вывод: различия между тремя видами мышечной ткани

Для раскрытия этого вопроса представляем таблицу:

Вот и все основные характеристики поперечно-полосатой, гладкой и сердечной мышечных тканей. Теперь вы ознакомлены с их функциями, строением и главными различиями и сходствами.

Источник