Какая ткань обладает свойством сократимости
Мышечные ткани составляют активную часть опорно-двигательного аппарата (пассивной частью являются кости.) Важнейшие
функции мышечной ткани: сократимость и возбудимость. К данной группе тканей относятся гладкая, поперечно-полосатая (скелетная) и сердечная
мышечные ткани.
Гладкая (висцеральная) мускулатура
Эта мышечная ткань встречается в стенках внутренних органах (кишечник, мочевой пузырь), в стенках сосудов, протоках
желез. Эволюционно является наиболее древним видом мускулатуры.
Состоит из веретенообразных миоцитов — коротких одноядерных клеток. Слабо выражено межклеточное вещество, клетки сближены друг с другом: благодаря этому возбуждение, возникшее в одной клетке, волнообразно распространяется на все
остальные клетки.
Гладкая мышечная ткань отличается своей способностью к длительному тоническому напряжению, что очень важно для работы
внутренних органов (к примеру, мочевого пузыря), практически не утомляется. Скелетная мышечная ткань, которую мы изучим чуть позже, такой способностью не обладает и утомляется быстро.
Осуществляется сокращение с помощью клеточных органоидов — миофиламентов, которые расположены в клетке хаотично и не имеют
такой упорядоченной структуры, как миофибриллы в скелетной мускулатуре (все познается в сравнении, уже скоро мы их изучим.)
Работа гладких мышц обеспечивается вегетативной (автономной) нервной системой: человек не может управлять ей произвольно.
К примеру, невозможно по желанию сузить или расширить зрачок.
Скелетная поперечно-полосатая мускулатура
Скелетная ткань образует мышцы туловища, конечностей и головы.
В отличие от гладкой мускулатуры, скелетная образована не отдельными одноядерными клетками, а длинными многоядерными
волокнами, имеющими до 100 и более ядер — миосимпластами. Миосимпласт представляет совокупность слившихся клеток, имеет длину
от нескольких миллиметров до нескольких сантиметром.
Внутри миосимпласта находится саркоплазма, снаружи миосимпласт покрыт сарколеммой.
Характерная черта данной ткани — поперечная исчерченность, выражающаяся в равномерном чередовании светлых и темных полос
на мышечном волокне. Это происходит потому, что границы саркомеров в соседних миофибриллах совпадают, вследствие чего
все волокно приобретает поперечную исчерченность. Теперь самое время изучить микроскопическую основу мышцы — саркомер.
Саркомер
Сократимость мышечной ткани обусловлена наличием в клетках миофиламентов. Саркомер — элементарная сократительная единица
мышцы. Состоит из тонкого белка — актина, и толстого — миозина. Сокращение осуществляется благодаря трению нитей актина о
нити миозина, в результате чего саркомер укорачивается.
Источником энергии для сокращения служат молекулы АТФ. К тому же невозможно представить сокращение мышц без участия ионов кальция: именно они
связываются с тропонином (белком между нитями актина), что обуславливает соединение актина и миозина. При сокращении мышц выделяется тепло.
Замечу, что трупное окоченение — посмертное затвердевание мышц — связано именно с ионами кальция, которые устремляются в область
низкой концентрации (мышцы), способствуя связыванию актина и миозина. Мертвый организм не способен разорвать цикл, возникший в мышцах,
в связи с чем наблюдается стойкая мышечная контрактура: конечности очень сложно разогнуть или согнуть.
Вернемся к скелетным мышцам. Имеется еще ряд важных моментов, о которых нужно знать.
В процесс возбуждения вовлекается изолированно один миосимпласт, соседние волокна не возбуждают друг друга, в отличие
от гладких миоцитов. Скелетные мышцы быстро утомляются и сокращаются мгновенно (у гладких мышц фазы сокращения и расслабления
растянуты во времени.)
Скелетные мышцы поддаются нашему осознанному контролю, их скоращение регулируется произвольно. К примеру, по желанию мы можем изменить
скорость движения руки, темп бега, силу прыжка. Мышцы покрыты фасцией, крепятся к костям сухожилиями, и, сокращаясь, приводят в движение
суставы.
Сердечная мышечная ткань
Мышечная ткань сердца — миокард (от др.-греч. μῦς «мышца» + καρδία — «сердце») — средний слой сердца, составляющий основную
часть его массы.
Этот тип мышечной ткани удивительным образом сочетает характеристики двух предыдущих, изученных нами, тканей (возбудимость, сократимость) и имеет одно новое
уникальное свойство. Сердечная мышечная ткань состоит из одиночных клеток, имеющих поперечно-полосатую исчерченность.
В некоторых участках эти клетки смыкаются, образуя между собой контакты, благодаря которым возбуждение одной клетки волнообразно
передается на соседние, таким образом, охватываются новые участки миокарда. Сокращается эта ткань непроизвольно, не утомляется.
Сердечная ткань обладает уникальным свойством — автоматизмом — способностью возбуждаться и сокращаться без влияний извне,
самопроизвольно. Это легко можно подтвердить, изолировав сердце лягушки из организма в физиологический раствор: сокращения
сердца в нем будут продолжаться еще несколько часов.
Автоматизм возможен благодаря наличию в миокарде особых пейсмекерных клеток, которые также называют водителями ритма. Они
спонтанно генерируют нервные импульсы, которые охватывают весь миокард, в результате чего осуществляется сокращение. Именно благодаря водителям
ритма сердце лягушки продолжает биться, будучи полностью отделенным от тела.
Ответ мышц на физическую нагрузку
Физические нагрузки приводят к гипертрофии мышц (от др.-греч. ὑπερ- «чрез, слишком» + τροφή — «еда, пища») — в них увеличивается количество мышечных волокон, объем мышечной
массы нарастает.
В условиях гиподинамии (от греч. ὑπό — «под» и δύνᾰμις — «сила»), то есть пониженной активности, мышцы уменьшаются вплоть до полной
атрофии. В худшем случае волокна мышечной ткани перерождаются в соединительную ткань, после чего пациент становится обездвиженным.
Необходимо отметить, что сердечная мышечная ткань также дает ответную реакцию на чрезмерную нагрузку: сердце увеличивается в
размере, нарастает масса миокарда. Причиной могут быть генетические заболевания, повышенное артериальное давление.
Гипертрофия сердца — состояние, требующее вмешательства врача и наблюдения за пациентом.
В большинстве случае
гипертрофия сердца обратима, а у спортсменов наблюдается так называемая физиологическая гипертрофия (вариант нормы).
Происхождение мышц
Мышцы развиваются из среднего зародышевого листка — мезодермы.
© Беллевич Юрий Сергеевич 2018-2020
Данная статья написана Беллевичем Юрием Сергеевичем и является его интеллектуальной собственностью. Копирование, распространение
(в том числе путем копирования на другие сайты и ресурсы в Интернете) или любое иное использование информации и объектов
без предварительного согласия правообладателя преследуется по закону. Для получения материалов статьи и разрешения их использования,
обратитесь, пожалуйста, к Беллевичу Юрию.
Печатать книгу
- Вспомните, какие ткани характерны для животных.
- Как вы думаете? Что послужило причиной образования тканей у животных?
- Вы узнаете о разнообразии и особенностях строения тканей у позвоночных животных.
| Сайт: | Профильное обучение |
| Курс: | Биология. 10 класс |
| Книга: | § 0—5. Характеристика строения и функций тканей позвоночных животных |
| Напечатано:: | Гость |
| Дата: | Пятница, 24 Июль 2020, 11:36 |
Преамбула
У животных различают четыре основных типа тканей: нервную, эпителиальную, мышечную и ткани внутренней среды.
Нервная ткань
Нервная ткань выполняет функцию восприятия, передачи, переработки и хранения информации, поступающей из окружающей среды или от органов организма. Из нее состоят головной и спинной мозг, нервные узлы, сплетения и нервы. Основными свойствами нервной ткани являются возбудимость и проводимость. Возбудимость — способность нервной ткани генерировать нервный импульс в ответ на действие раздражителя, проводимость — способность передавать этот нервный импульс другой клетке (нервной или клетке ткани рабочего органа).
Нервная ткань состоит из нервных клеток — нейронов и клеток нейроглии. Клетки нейроглии выполняют трофическую, защитную и опорную функции. Структурными элементами нейронаявляются тело, дендриты и аксон. Тела нейронов образуют серое вещество спинного и головного мозга, а также формируют периферические нервные узлы (ганглии). Дендриты — короткие, сильно ветвящиеся отростки, которые воспринимают раздражение и передают нервный импульс в тело нейрона. Аксон — длинный неветвящийся отросток, передающий нервный импульс из тела нейрона другой клетке. Он покрыт миелиновой (липидной) оболочкой, играющей роль защиты и изоляции, и называется нервным волокном. Конец аксона разделяется на аксонные окончания, которые в области контакта с другими клетками формируют синапсы, обеспечивающие передачу нервного импульса через синаптическую щель с помощью медиатора (ацетилхолина или норадреналина). В центральной нервной системе (ЦНС) аксоны образуют белое вещество спинного и головного мозга. За пределами ЦНС нервные волокна с помощью соединительной ткани объединяются в пучки, которые называются нервами. С помощью нервов осуществляется связь между ЦНС и органами.
Нейроны различаются по выполняемой функции. Чувствительные (центростремительные) нейроны с помощью рецепторов воспринимают действие раздражителей различной природы и передают его в ЦНС в виде нервного импульса. Двигательные (центробежные) нейроны передают нервный импульс из ЦНС к рабочим органам (железам, мышцам и др.). Вставочные нейроны находятся в ЦНС и передают возбуждение с чувствительных нейронов на двигательные.
Эпителиальная ткань
Эпителиальная ткань выполняет функции защиты, секреции, всасывания и восприятия раздражений. Она обладает способностью к регенерации (восстановлению). В зависимости от выполняемой функции различают два вида эпителия: железистый и покровный.
Железистый эпителий образует железы, в клетках которых вырабатываются различные секреты: гормоны, ферменты, слизь, слюна. Железы, не имеющие выводных протоков и выделяющие свои секреты (гормоны) в кровь или тканевую жидкость, называются эндокринными или железами внутренней секреции (гипофиз, надпочечники). Если же секреты через выводные протоки поступают в полый орган или на поверхность тела, то вырабатывающие их железы называются экзокринными или железами внешней секреции (слюнные, потовые, сальные, молочные). Железы смешанной секреции сочетают в себе признаки желез внутренней и внешней секреции (поджелудочная, половые).
Покровный эпителий покрывает тело снаружи и выстилает стенки его полостей или полых органов. Он состоит из плотно прилегающих друг к другу клеток, между которыми практически отсутствует межклеточное вещество. В зависимости от количества слоев клеток покровный эпителий бывает однослойный или многослойный. Однослойный эпителий может быть плоским, кубическим или призматическим (цилиндрическим) в зависимости от формы клеток. Плоский эпителий выстилает грудную и брюшную полости тела. Кубический эпителий образует стенку канальцев нефронов почек и половых путей. Клетки призматического эпителия выстилают внутреннюю стенку тонкого кишечника и дыхательных путей. Если клетки эпителия имеют реснички, то он называется ресничным или мерцательным и выполняет функцию удаления частичек пыли из дыхательных путей. Многослойный эпителий может быть ороговевающий (образует эпидермис кожи) или неороговевающий (выстилает полость верхних дыхательных путей).
Мышечная ткань
Мышечная ткань обеспечивает все виды двигательной активности организма. Она обладает свойствами возбудимости и сократимости. Возбудимость мышечной ткани проявляется в способности ее клеток воспринимать нервный импульс, передаваемый двигательным нейроном из ЦНС. Свойство сократимости мышечным клеткам придают сократительные белки актин и миозин, которые образуют миофибриллы (сократительные элементы). Различают три вида мышечной ткани, которые отличаются друг от друга по строению и свойствам: поперечнополосатая скелетная, поперечнополосатая сердечная и гладкая (см. табл.).
Таблица. Характеристика видов мышечной ткани
Вид ткани | Особенности строения клеток | Свойства ткани | Органы, содержащие данный вид ткани |
Поперечнополосатая скелетная | Клетки многоядерные, волокноподобные (1—12 см), расположены параллельно друг другу в виде пучка, имеют поперечную исчерченность | Большая сила, быстрота и произвольность (зависимость от воли человека) сокращений, потребление большого количества кислорода и энергии, быстрая утомляемость | Скелетные и мимические мышцы, язык, диафрагма, стенки ротовой полости, глотки, гортани и верхней части пищевода |
Поперечнополосатая сердечная | Клетки одноядерные, соединяются между собой с помощью боковых выростов, образуя единую сеть, имеют поперечную исчерченность | Быстрота и непроизвольность (независимость от воли человека) сокращений, потребление большого количества кислорода и энергии, способность к автоматии | Миокард сердца |
Гладкая | Клетки одноядерные, веретеновидные (около 0,1 мм), не имеют поперечной исчерченности | Небольшая сила и непроизвольность сокращений, потребление небольшого количества О2 и энергии, малая утомляемость | Желудок, кишечник, матка, мочевой пузырь, кровеносные и лимфатические сосуды |
Поперечная исчерченность у первых двух видов мышечной ткани обусловлена чередованием светлых и темных участков в мышечных волокнах, которые видны при рассмотрении их в микроскоп. Светлые участки состоят из тонких, а темные — из толстых белковых нитей, которые по-разному преломляют свет.
Ткани внутренней среды
Ткани внутренней среды очень разнообразны по строению, но общей чертой для них является рыхлое расположение клеток и наличие хорошо выраженного межклеточного вещества, представленного либо волокнами белковой природы, либо аморфным веществом. Межклеточное вещество может быть твердым (кость), жидким (кровь) или упругим (хрящ).
По выполняемым функциям ткани внутренней среды разделяют на три группы: трофические, опорно-трофические и опорные, или скелетные. В каждую группу входят виды тканей, различающиеся по строению.
Трофические ткани. Кровь и лимфа обеспечивают в организме транспорт питательных веществ, газов, биологически активных веществ, продуктов обмена. Они содержат жидкое межклеточное вещество — плазму, в которую погружены клетки: в крови находятся эритроциты, лейкоциты и тромбоциты, в лимфе — лимфоциты. Кровь заполняет сосуды кровеносной системы, а лимфа — сосуды лимфатической системы.
Опорно-трофические ткани. В собственно соединительных тканях межклеточное вещество представлено коллагеновыми и эластическими волокнами, придающими тканям прочность и эластичность. Если волокна хаотично переплетаются между собой, то образуется рыхлая волокнистая ткань. Она содержится в стенках кровеносных сосудов, в прослойках между органами, соединяет кожу с мышцами. В плотной волокнистой ткани волокна расположены плотно и параллельно друг другу. Из этой ткани состоят связки и сухожилия, твердая оболочка головного и спинного мозга.
Жировая ткань состоит из рыхло расположенных клеток, содержащих вакуоли с липидами. Она образует подкожную жировую клетчатку и окружает некоторые внутренние органы. Жировая ткань — это депо энергии и питательных веществ.
Опорные, или скелетные ткани. В костной ткани межклеточное вещество содержит коллагеновые волокна и минеральные вещества, придающие ему твердость, благодаря чему ткань выполняет функцию опоры и защиты. Клетки костной ткани называются остеоцитами. Костная ткань формирует основу костей. Хрящевая ткань содержит эластичное межклеточное вещество, в котором поодиночке или группами расположены овальные клетки. Она покрывает суставные поверхности костей, образует межпозвоночные диски, хрящевую часть носа, гортани, трахеи, бронхов, ребер, ушной раковины.
Повторим главное. У животных различают нервную, эпителиальную, мышечную ткани и ткани внутренней среды. Нервная ткань обладает возбудимостью и проводимостью. Она состоит из нейронов и нейроглии. Каждый нейрон имеет тело, несколько дендритов и один аксон. Эпителиальная ткань выполняет функции защиты, секреции, всасывания и восприятия раздражений. Различают железистый и покровный эпителий. Мышечная ткань обеспечивает двигательную активность организма за счет возбудимости и сократимости. По строению и свойствам она разделяется на гладкую, поперечнополосатую скелетную и поперечнополосатую сердечную. Общей особенностью строения тканей внутренней среды является рыхлое расположение клеток и наличие хорошо выраженного межклеточного вещества. В зависимости от функции их разделяют на трофические (кровь, лимфа), опорно-трофические (рыхлая и плотная волокнистая, жировая ткань) и опорные, или скелетные (костная, хрящевая).
Проверим знания
Ключевые вопросы
1. Выберите правильные названия тканей животных: эпителиальная, механическая, мышечная, нервная, проводящая, образовательная.
2. Какими общими свойствами обладают нервная и мышечная ткани? Какое значение это имеет для выполнения их функций?
3. Назовите виды мышечной ткани. В чем сходство и различие между скелетной и сердечной мышцей? Как это влияет на их функции?
Сложные вопросы
1. Считается, что животные не могли бы существовать, если бы клетки их тканей имели клеточные стенки. А как считаете вы? Приведите аргументы.
2. Как вы думаете, можно ли ткани органов животных использовать для трансплантации (пересадки) при лечении некоторых заболеваний человека? Обоснуйте свой ответ.
| Группа тканей | Виды тканей | Строение ткани | Местонахождение | Функции |
| Эпителий | Плоский | Поверхность клеток гладкая. Клетки плотно примыкают друг к другу | Поверхность кожи, ротовая полость, пищевод, альвеолы, капсулы нефронов | Покровная, защитная, выделительная (газообмен, выделение мочи) |
| Железистый | Железистые клетки вырабатывают секрет | Железы кожи, желудок, кишечник, железы внутренней секреции, слюнные железы | Выделительная (выделение пота, слез), секреторная (образование слюны, желудочного и кишечного сока, гормонов) | |
| Мерцательный (реснитчатый) | Состоит из клеток с многочисленными волосками (реснички) | Дыхательные пути | Защитная (реснички задерживают и удаляют частицы пыли) | |
| Соединительная | Плотная волокнистая | Группы волокнистых, плотно лежащих клеток без межклеточного вещества | Собственно кожа, сухожилия, связки, оболочки кровеносных сосудов, роговица глаза | Покровная, защитная, двигательная |
| Рыхлая волокнистая | Рыхло расположенные волокнистые клетки, переплетающиеся между собой. Межклеточное вещество бесструктурное | Подкожная жировая клетчатка, околосердечная сумка, проводящие пути нервной системы | Соединяет кожу с мышцами, поддерживает органы в организме, заполняет промежутки между органами. Осуществляет терморегуляцию тела | |
| Хрящевая | Живые круглые или овальные клетки, лежащие в капсулах, межклеточное вещество плотное, упругое, прозрачное | Межпозвоночные диски, хрящи гортани, трахей, ушная раковина, поверхность суставов | Сглаживание трущихся поверхностей костей. Защита от деформации дыхательных путей, ушных раковин | |
| Костная | Живые клетки с длинными отростками, соединенные между собой, межклеточное вещество — неорганические соли и белок оссеин | Кости скелета | Опорная, двигательная, защитная | |
| Кровь и лимфа | Жидкая соединительная ткань, состоит из форменных элементов (клеток) и плазмы (жидкость с растворенными в ней органическими и минеральными веществами — сыворотка и белок фибриноген) | Кровеносная система всего организма | Разносит О2 и питательные вещества по всему организму. Собирает СО2 и продукты диссимиляции. Обеспечивает постоянство внутренней среды, химический и газовый состав организма. Защитная (иммунитет). Регуляторная (гуморальная) | |
| Мышечная | Поперечно-полосатая | Многоядерные клетки цилиндрической формы до 10 см длины, исчерченные поперечными полосами | Скелетные мышцы, сердечная мышца | Произвольные движения тела и его частей, мимика лица, речь. Непроизвольные сокращения (автоматия) сердечной мышцы для проталкивания крови через камеры сердца. Имеет свойства возбудимости и сократимости |
| Гладкая | Одноядерные клетки до 0,5 мм длины с заостренными концами | Стенки пищеварительного тракта, кровеносных и лимфатических сосудов, мышцы кожи | Непроизвольные сокращения стенок внутренних полых органов. Поднятие волос на коже | |
| Нервная | Нервные клетки (нейроны) | Тела нервных клеток, разнообразные по форме и величине, до 0,1 мм в диаметре | Образуют серое вещество головного и спинного мозга | Высшая нервная деятельность. Связь организма с внешней средой. Центры условных и безусловных рефлексов. Нервная ткань обладает свойствами возбудимости и проводимости |
| Короткие отростки нейронов — древовидноветвящиеся дендриты | Соединяются с отростками соседних клеток | Передают возбуждение одного нейрона на другой, устанавливая связь между всеми органами тела | ||
| Нервные волокна — аксоны (нейриты) — длинные выросты нейронов до 1 м длины. В органах заканчиваются ветвистыми нервными окончаниями | Нервы периферической нервной системы, которые иннервируют все органы тела | Проводящие пути нервной системы. Передают возбуждение от нервной клетки к периферии по центробежным нейронам; от рецепторов (иннервируемых органов) — к нервной клетке по центростремительным нейронам. Вставочные нейроны передают возбуждение с центростремительных (чувствительных) нейронов на центробежные (двигательные) |