ГДЗ: Параграф § 16 / Биология 9 класс Часть 1

Принципиальные отличия сердечной и гладкой мышечной тканей от скелетной поперечно-полосатой мышцы включают:

• Сердечная мышечная ткань:
  • Состоит из отдельных клеток (кардиомиоцитов), а не волокон.
  • Кардиомиоциты соединены вставочными дисками и имеют боковые отростки, что обеспечивает проведение электрического импульса по всей мышечной массе (единая электропроводящая система).
  • Обладает автоматией — способностью к спонтанным ритмическим сокращениям.
  • При сокращении используется кальций как из внеклеточной, так и из внутриклеточной среды.
• Гладкая мышечная ткань:
  • Состоит из веретеновидных одноядерных клеток (гладких миоцитов).
  • Отсутствует поперечная исчерченность: миофиламенты (актин и миозин) не имеют упорядоченной структуры.
  • Сокращение медленное и продолжительное, регулируется нервной системой и биологически активными веществами (гормонами).

Особенности строения и функции сердечной мышечной ткани:

• Состоит из клеток — кардиомиоцитов (преимущественно одноядерных).
• Клетки соединены вставочными дисками и боковыми отростками, образуя единую электропроводящую систему.
• Клетки богаты митохондриями, что указывает на высокий метаболизм и непрерывную активность.
• Обладает автоматией (способностью к спонтанным сокращениям).
• Сокращение запускается при участии кальция из внеклеточной и внутриклеточной среды.
• Содержит специализированные кардиомиоциты (проводящие и секреторные).

Механизм сокращения сердечной мышцы схож со скелетной, но имеет ключевую особенность:

• Электрический импульс через Т-трубочки вызывает поступление внеклеточных ионов кальция в цитоплазму.
• Этот поступивший кальций связывается с рецепторами на стенках саркоплазматического ретикулума (ЭПС) и стимулирует высвобождение внутриклеточного кальция.
• Общий рост концентрации кальция в саркоплазме запускает взаимодействие актиновых и миозиновых филаментов (механизм скольжения нитей), что приводит к сокращению кардиомиоцитов.

Структурные и функциональные характеристики гладкой мышечной ткани:

• Состоит из гладких миоцитов — веретеновидных, одноядерных клеток, длиной около 200 мкм.
• Отсутствует поперечная исчерченность: актиновые и миозиновые филаменты расположены неупорядоченно.
• Актиновые нити крепятся к плотным тельцам, расположенным на внутренней стороне мембраны.
• Сокращение медленное и продолжительное.
• Регулируется нервными импульсами и биологически активными веществами (гормонами).
• Основная функция — обеспечение длительных сокращений в стенках полых органов (перистальтика, регуляция просвета сосудов).

Механизм сокращения гладкой мышечной клетки:

• Сигнал (нервный импульс или гормон) вызывает повышение концентрации ионов кальция в саркоплазме.
• Кальций связывается с регулирующим белком, который, в свою очередь, активирует фермент.
• Фермент фосфорилирует головки миозина (присоединяет остаток фосфорной кислоты).
• Фосфорилированные головки миозина взаимодействуют с актином.
• Актиновые нити, прикрепленные к плотным тельцам, скользят относительно миозиновых, сближая плотные тельца и вызывая укорочение клетки.

Роль секреторных кардиомиоцитов: Они расположены в предсердиях и выделяют специальный гормон, который регулирует сократимость сердечной мышцы, а также обеспечивает энергетическое обеспечение ее деятельности, используя АТФ.

Отличия от сократительных кардиомиоцитов:

• Их основная функция — секреция гормона, а не сокращение.
• Они содержат специальные гранулы, в которых накапливается секретируемый гормон.

Сердечную мышечную ткань можно узнать по следующим признакам:

• Поперечная исчерченность (аналогично скелетной мышце).
• Наличие вставочных дисков — темных, поперечных линий, соединяющих кардиомиоциты.
• Клетки (кардиомиоциты) имеют одно или два ядра, расположенных в центре.
• Кардиомиоциты ветвятся и соединяются боковыми отростками.

Кардиомиоциты содержат большое количество митохондрий, потому что сердечная мышца работает непрерывно в течение всей жизни организма. Митохондрии обеспечивают высокий уровень метаболизма и постоянный синтез АТФ, который необходим для выполнения этой непрерывной работы.

Высокая эффективность и надежность проведения возбуждения по миокарду определяется наличием:

• Единой электропроводящей системы: Кардиомиоциты соединены вставочными дисками и боковыми отростками, что позволяет электрическому импульсу беспрепятственно и быстро распространяться по всей массе мышцы.
• Специализированных проводящих кардиомиоцитов, обеспечивающих автоматию и ритмичное проведение импульсов.

При сильном эмоциональном возбуждении или охлаждении возникает эффект «гусиной кожи» (пилоэрекция) из-за сокращения гладких мышц, поднимающих волос. Эти мышцы относятся к гладкой мышечной ткани, расположенной в коже.

Активность сокращения сердечной мышцы зависит от:

• Концентрации ионов кальция в цитоплазме (необходим для запуска сокращения).
• Гормональная регуляция (например, гормоны, выделяемые секреторными кардиомиоцитами, или адреналин).
• Автоматия, обусловленная проводящей системой сердца.
• Нервное регулирование (симпатическая и парасимпатическая нервная система).
• Достаточное количество АТФ (энергии), производимой митохондриями.

Сердце лягушки продолжает сокращаться в физиологическом растворе благодаря феномену автоматии, присущему сердечной мышечной ткани. Проводящие кардиомиоциты способны генерировать электрические импульсы самопроизвольно. Физиологический раствор поддерживает жизнеспособность клеток и обеспечивает необходимый ионный состав для поддержания электрической активности.

Сравнительная таблица мышечных тканей:

Сравнение сокращения поперечно-полосатых и гладких мышц

• Структура:
  • Поперечно-полосатая: Миофибриллы имеют строгую упорядоченность (саркомеры), что создает видимость исчерченности.
  • Гладкая: Актиновые и миозиновые филаменты расположены неупорядоченно, актиновые нити крепятся к плотным тельцам. Исчерченность отсутствует.
• Регуляция сокращения:
  • Поперечно-полосатая: Кальций связывается с тропонином, что вызывает сдвиг тропомиозина и открывает места связывания на актине для головок миозина.
  • Гладкая: Кальций активирует фермент, который фосфорилирует головки миозина, делая их способными взаимодействовать с актином. Сокращение запускается при участии кальция и ферментов.
• Зависимость от кальция:
  • Поперечно-полосатая: Кальций в основном из саркоплазматического ретикулума.
  • Гладкая: Кальций из внешней среды и саркоплазматического ретикулума.
• Скорость и длительность:
  • Поперечно-полосатая: Быстрое, короткое сокращение.
  • Гладкая: Медленное, продолжительное сокращение.