Клетки мышечной и нервной системы.

План лекции:

1. СТРОЕНИЕ МЫШЕЧННЫХ КЛЕТОК.

РАЗНОВИДНОСТЬ МЫШЕЧНЫХ КЛЕТОК.

ИЗМЕНЕНИЯ В МЫШЕЧНЫХ КЛЕТКАХ ПОД ВЛИЯНИЕМ НЕРВОВ.

СТРОЕНИЕ НЕРВНОЙ КЛЕТКИ.

СИНАПСЫ.

МОТОНЕЙРОНЫ

РАЗДРАЖИМОСТЬ, ВОЗБУДИМОСТЬ, ДВИЖЕНИЕ – КАК СВОЙСТВО ЖИВОГО

Мышечные клетки представляют собой вытянутые волокна, поперечник которых 0,1 – 0,2 мм, длина может достигать 10 см и более. В зависимости от особенностей строения и функции мышцы разделяются на два вида – гладкие и поперечно-полосатые. Поперечно-полосатые – мышцы скелета, диафрагмы, языка, гладкие – мышцы внутренних органов.

Поперечно-полосатое мышечное волокно млекопитающих является многоядерной клеткой, так как оно имеет не одно, как большинство клеток, а много ядер. Чаще ядра располагаются по периферии клетки. Снаружи мышечная клетка покрыта сарколеммой – мембраной, состоящей из белков и липоидов. Она регулирует переход различных веществ в клетку и из неё в межклеточное пространство. Мембрана обладает избирательной проницаемостью – через неё проходят такие вещества, как глюкоза, молочная кислота, аминокислоты, и не проходят белки. Но при напряженной мышечной работе (когда наблюдается сдвиг реакции в кислую сторону), проницаемость мембраны изменяется, и через неё могут выходить из мышечной клетки белки и ферменты.

Внутренняя среда мышечной клетки - сарколемма. В ней располагается большое количество митохондрий, которые являются местом образования энергии в клетке и накапливают её в виде АТФ.

Под влиянием тренировок в мышечной клетке увеличиваются число и размеры митохондрий, возрастает производительность и пропускная способность их окислительной системы. Это обеспечивает усиление энергетических ресурсов мышц. В клетках мышц, тренированных «на выносливость», митохондрий больше, чем в мышцах, выполняющих скоростную работу.

Сократительным элементом мышечного волокна являются миофибриллы. Это тонкие длинные нити, обладающие поперечной исчерченностью. Под микроскопом они кажутся заштрихованными темными и светлыми полосками. Поэтому их называют поперечно-полосатыми. Миофибриллы гладкой мышечной клетки не имеют поперечной исчерченности и при рассмотрении в микроскоп кажутся однородными. Гладкие мышечные клетки сравнительно короткие.

Своеобразным строением и функцией обладает сердечная мышца. Существует два вида клеток сердечной мышцы:

1) клетки, обеспечивающие сокращение сердца,

2) клетки, обеспечивающие проведение нервных импульсов внутри сердца.

Сократительная клетка сердца называется – миоцит, она прямоугольная по форме, имеет одно ядро. Миофибриллы мышечных клеток сердца так же, как у клеток скелетных мышц, поперечно исчерчены. В клетке сердечной мышцы больше митохондрий, чем в клетках поперечно-полосатых мышц. Мышечные клетки сердца соединены между собой при помощи особых выростов и вставочных дисков. Поэтому сокращение сердечной мышцы происходит одновременно.

Отдельные мышцы могут существенно отличаться в зависимости от характера деятельности. Так, мышцы человека состоят из 3-х типов волокон – темных (тонических), светлых (фазических) и переходных. Соотношение волокон в различных мышцах неодинаково. Например: у человека к фазическим относятся двуглавая мышца плеча, икроножная мышца голени, большинство мышц предплечья; к тоническим – прямая мышца живота, большинство мышц позвоночного столба. Это разделение не постоянно. В зависимости от характера мышечной деятельности в фазических волокнах могут быть усилены свойства тонических, и наоборот.

Основой жизни являются белки. 85 % сухого остатка скелетной мышцы приходится на белки. Одни белки выполняют строительную функцию, другие участвуют в обмене веществ, третьи обладают сократительными свойствами. Так, в состав миофибрилл входят сократительные белки актин и миозин. При мышечной деятельности миозин объединяется с актином, образуя новый белковый комплекс актомиозин, который обладает сократительными свойствами, и, следовательно, способностью производить работу. К белкам мышечных клеток относится и миоглобин, который является переносчиком О₂ из крови внутрь клетки, где обеспечивает окислительные процессы. Особенно возрастает значение миоглобина при мышечной работе, когда потребность в О₂ может увеличиться в 30 и даже 50 раз.

Большие изменения в мышечных клетках происходят под влиянием тренировки: увеличивается содержание белков и число миофибрилл, возрастает число и размеры митохондрий, усиливается кровоснабжение мышц. Всё это обеспечивает дополнительное снабжение мышечных клеток кислородом, необходимым для обмена веществ и энергии в работающей мышце.

Сокращение мышц происходит под влиянием тех импульсов, которые возникают в нервных клетках – нейронах. Каждый нейрон имеет тело, ядро и отростки – нервные волокна. Отростки бывают 2-х видов – короткие – дендриты (их бывает несколько) и длинные – аксоны (один). Дендриты проводят нервные импульсы к телу клетки, аксоны – от тела к периферии.

В нервном волокне различают внешнюю часть – оболочку, которая в разных местах имеет перетяжку – перехват, и внутреннюю часть – собственно нейрофибриллы. Оболочка нервных клеток состоит из жироподобного вещества – миелина. Волокна двигательных нервных клеток имеют миелиновую оболочку и называются миелиновыми; волокна, идущие к внутренним органам, такой оболочки не имеют и называются безмякотными. Специальными органоидами нервной клетки, проводящими нервный импульс, являются нейрофибриллы. Это такие нити, которые в теле клетки расположены в виде сетки, а в нервном волокне – параллельно длине волокна.

Нервные клетки связаны между собой посредством особых образований – синапсов. Нервный импульс может переходить с аксона одной клетки на дендрит или тело другой только в одном направлении. Нервные клетки могут функционировать только при хорошем снабжении кислородом. Без кислорода нервная клетка живёт 6 минут.

Мышцы иннервируются нервными клетками, которые называются мотонейронами. Они находятся в передних рогах спинного мозга. От каждого мотонейрона отходит аксон и, покидая спинной мозг, входит в состав двигательного нерва. При подходе к мышце аксоны разветвляются и контактируют с мышечными волокнами. Один мотонейрон может быть связан с целой группой мышечных волокон. Мотонейрон, его аксон и иннервируемая им группа мышечных волокон называется – нейромоторная единица. От числа и особенностей включения нейромоторных единиц зависит величина мышечных усилий и характер движения.

Отличительным свойством живого является – раздражимость, возбудимость, способность к движению.

Раздражимость – способность реагировать на различные раздражения. Раздражители могут быть внутренними и внешними. Внутренние – внутри организма, внешние – вне его. По природе – физические (температура), химические (кислотность, щелочность), биологические (вирусы, микробы). По биологической значимости – адекватные, неадекватные. Адекватные – в естественных условиях, неадекватные – по своей природе не соответствующие условиям существования.

По силе – пороговые – наименьшая сила, которая вызывает ответную реакцию. Подпороговые – ниже порогов. Надпороговые – выше порогов, иногда губительные для организма.

Раздражимостью обладает как растительная, так и животная клетки. По мере усложнения организма у тканей возникает способность отвечать возбуждением на раздражитель (возбудимость). Возбудимость – это ответ данной клетки или организма, сопровождаемый соответствующим изменением обмена веществ. Возбуждение проявляется, как правило, в специальной форме, характерной для этой ткани – мышечные клетки сокращаются, железистые – выделяют секрет, нервные – проводят возбуждение.

Одной из форм существования живого является движение.

Специальные опыты показали, что животные, выросшие в условиях гиподинамии, развиваются слабыми по сравнению с животными, двигательный режим которых был достаточным.

Пример: неодинаковая продолжительность жизни животных с различной двигательной активностью.

* Кролики – 4 – 5 лет

* Зайцы – 10 – 15 лет

* Коровы – 20 – 25 лет

* Лошади – 40 – 50 лет

Роль двигательной активности в жизни человека очень велика. Это особенно отчетливо видно сейчас, в век научно-технического прогресса. За последние 100 лет доля мышечных усилий во всей выработанной человечеством энергии сократилась с 94 % до 1 %. Продолжительная гиподинамия снижает работоспособность, ухудшает приспособляемость к факторам окружающей среды, способность противостоять заболеваниям.

Вопросы для самоподготовки:

1. Перечислить разновидности мышечных клеток, описать их строение.

2. Охарактеризовать изменения, происходящие в мышечных клетках под влиянием тренировки.

3. Описать функции белков мышечных клеток.

4. Раскрыть строение и функции нервных клеток.

5. Объяснить понятия «раздражимость», «возбудимость».

Лекция 5.