Мышечная ткань: типы и организация
Мышцы — это один из четырех основных типов тканей, специализированный для активного сокращения посредством массивов актиновых и миозиновых филаментов. Эта область знакомит читателя с тремя гистологическими классами мышц — скелетными, сердечными и гладкими — и с тем, как каждый из них организован от молекулярных филаментов до целых тканей, включая синаптические и структурные интерфейсы, которые соединяют мышцы с нервами и соседними клетками.
Definition
Мышечная ткань состоит из сократительных клеток (миоцитов или мышечных волокон), цитоплазма которых заполнена актиновыми и миозиновыми филаментами; гистологически она классифицируется как поперечно-полосатая (скелетная и сердечная, с регулярно расположенными саркомерами) или гладкая (без видимой исчерченности), а также как произвольная или непроизвольная по характеру иннервации и контроля.
Scope
Эта область охватывает сравнительную гистологию скелетных, сердечных и гладких мышц: формы их клеток, характер исчерченности, расположение ядер, соединительнотканные оболочки и способы межклеточной и нервной коммуникации. Она рассматривает мышцы как тему организации тканей в рамках гистологии, а не как клиническое руководство, и содержит ссылки на подробные тематические статьи по каждому типу мышц, по саркомеру и по нервно-мышечному синапсу.
Sub-topics
Core questions
- Какие гистологические критерии отличают скелетные, сердечные и гладкие мышцы?
- Как организован сократительный аппарат от филаментов до саркомеров и целых волокон?
- Как отдельные мышечные клетки связаны друг с другом и с нервной системой?
- Как структурная организация каждого типа мышц связана с его функциональной ролью?
Key concepts
- Три типа мышц: скелетные, сердечные, гладкие
- Поперечно-полосатая против непоперечно-полосатой организации
- Произвольный против непроизвольного контроля
- Саркомер как сократительная единица поперечно-полосатой мышцы
- Соединительнотканные оболочки (эндомизий, перимизий, эпимизий)
- Вставочные диски и электрическая связь в сердечной мышце
- Нервно-мышечный синапс и двигательная иннервация
Mechanisms
Все мышцы генерируют силу путем скольжения актиновых (тонких) филаментов относительно миозиновых (толстых) филаментов, что обусловлено АТФ-зависимым циклом поперечных мостиков и запускается повышением внутриклеточного кальция. Три типа различаются по тому, как этот механизм устроен и контролируется. Скелетные и сердечные мышцы организуют свои филаменты в повторяющиеся саркомеры, создавая поперечную исчерченность, тогда как гладкие мышцы прикрепляют свои филаменты к плотным тельцам и не имеют упорядоченной исчерченности (Schiaffino & Reggiani, 2011; Webb, 2003, как обсуждается в тематических статьях). В поперечно-полосатых мышцах кальций действует через тропонин-тропомиозиновую систему на тонкие филаменты; в гладких мышцах кальций действует в основном через фосфорилирование легких цепей миозина, устанавливаемое балансом активности киназы и фосфатазы легких цепей миозина (Somlyo & Somlyo, 2003). Кардиомиоциты соединены конец в конец вставочными дисками, которые сочетают механические соединения со щелевыми контактами для электрической непрерывности (Vermij et al., 2017), в то время как скелетные волокна активируются индивидуально в нервно-мышечных синапсах.
Clinical relevance
Понимание нормальной гистологической организации мышц является эталонной базой, на основе которой в науках о здоровье интерпретируются результаты биопсии, изменения типов волокон и дегенеративные или воспалительные изменения. Эта статья описывает структуру и организацию для образовательной ориентации; она не является основой для диагностики или принятия индивидуальных решений о лечении.
Evidence & guidelines
Описания в этой области основаны на классической и современной гистологической и физиологической литературе, а не на клинических рекомендациях. Сравнительная организация волокон и тканей рассматривается в физиологических обзорных источниках (Schiaffino & Reggiani, 2011; Somlyo & Somlyo, 2003) и обобщена в стандартных учебниках по гистологии (Mescher, 2018).
History
Гистологическая классификация мышц на поперечно-полосатые и гладкие типы восходит к микроскопии XIX века, а теория скользящих нитей для поперечно-полосатого сокращения была установлена в середине XX века. Последующие десятилетия уточнили молекулярную организацию каждого типа, включая сократительные и регуляторные белки саркомера и кальций-зависимую регуляцию, которая отличает гладкие мышцы от поперечно-полосатых.
Related topics
Seminal works
- schiaffino-2011
- somlyo-2003
- vermij-2017
Frequently asked questions
- Сколько существует типов мышечной ткани?
- Гистология выделяет три: скелетные мышцы (поперечно-полосатые, произвольные), сердечные мышцы (поперечно-полосатые, непроизвольные) и гладкие мышцы (непоперечно-полосатые, непроизвольные).
- Что придает скелетным и сердечным мышцам полосатый вид под микроскопом?
- Их актиновые и миозиновые филаменты расположены в регулярно повторяющиеся саркомеры, выровненные полосы которых создают видимую поперечную исчерченность; гладкие мышцы не имеют такой упорядоченной организации и выглядят однородными.