Главная > Разное > Биология и квантовая механика
<< Предыдущий параграф
Следующий параграф >>
<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Макеты страниц

§ 21. Сократительные системы нескелетных мышц

В предыдущих параграфах этой главы рассматривались наиболее изученные поперечнополосатые мышцы, к которым относятся скелетные мышцы и мышцы сердца человека, всех позвоночных животных и некоторых беспозвоночных. Например, членистоногие обладают только поперечнополосатыми мышцами.

Мускулатура стенок кровеносных сосудов всех внутренних органов позвоночных животных и человека (кроме сердца) и мускулатура большинства беспозвоночных животных состоит из длинных веретеновидных клеток, однородных на всем своем протяжении, кроме области, в которой находится палочковидное ядро клетки. Поэтому такие мышцы называются гладкими.

Гладкие мышцы сокращаются гораздо медленнее скелетных мышц. Если сокращение и расслабление скелетных мышц длится десятые доли секунды, то у гладких мышц на это требуется от 3 до 180 с. По-видимому, гладкие мышцы также имеют в своей структуре параллельные микронити, состоящие из актиновых и миозиновых белков. В некоторых случаях толстые и тонкие белковые нити удалось выделить из гладких мышц. В отличие от поперечнополосатых мышц в гладких мышцах не имеется Z-пластинок, расположение сократительных элементов не вполне упорядочено.

21.1. Синхронные летательные мышцы насекомых

Насекомые вместо скелета имеют твердую внешнюю оболочку. Их полет осуществляется с помощью крыльев, которые присоединяются системой рычагов к внешней оболочке. Движение крыльев связано с деформациями внешней оболочки. Для полета насекомые используют весьма разнообразные механизмы. Уже по внешнему виду можно отличить танцующий полет бабочек, парящий полет стрекозы, жужжащий полет комнатной мухи, пчелы и комара. Бабочка делает крыльями пять взмахов в секунду, а стрекоза - 35. У многих других насекомых биение крыльев происходит значительно чаще. Так, например, пчела делает крыльями 208—247 взмахов в секунду, москиты - 587, а комар — 1046.

Рис. 65. Синхронные летательные мышцы стрекозы: а — сокращение внутренней пары мышц поднимает крылья; б — сокращение внешней пары мышц опускает крылья.

Скелетные мышцы позвоночных животных относятся к так называемым синхронным мышцам. Они отвечают одним сокращением на каждый полученный от нерва импульс. К синхронным мышцам относятся и летательные мышцы насекомых, у которых число взмахов крыльев в секунду не превышает 50. В частности, к синхронным мышцам относятся летательные мышцы бабочек и стрекоз.

У насекомых с числом взмахов крыльев, превышающим 50, каждому нервному импульсу соответствует целая серия сокращений летательных мышц. Такие мышцы называются асинхронными.

Типичным примером синхронных летательных мышц являются мышцы стрекозы. У стрекозы средняя часть тела, несущая крылья, разделена на три сегмента. Имеющиеся у стрекозы две пары крыльев расположены так: одна пара — на среднем сегменте, вторая пара — на заднем. Оба сегмента почти полностью заполнены мышцами, управляющими движением крыльев. В каждом сегменте имеется четыре мышцы, нижние концы которых присоединены к корпусу сегмента, а верхние — к рычажной системе пары крыльев (рис. 65). Когда сокращается внутренняя пара мышц, крылья поднимаются, при сокращении внешней пары мышц крылья опускаются.

Каждая мышца состоит из большого числа мышечных волокон, тесно прилегающих друг к другу. Каждое волокно имеет 20— 30 мкм в диаметре. Между волокнами находятся митохондрии. Число митохондрий в летательных мышцах значительно превышает число митохондрий в поперечнополосатых мышцах позвоночных животных. Мышцы ног и тела насекомых имеют такую же структуру, но содержат меньше митохондрий.

Каждое волокно состоит из саркомеров, в состав которых входят толстые и тонкие белковые нити, образующие в поперечном сечении гексагональные структуры. У стрекозы и некоторых других насекомых летательные мышечные волокна расположены в виде пластин, между которыми слоями лежат митохондрии.

У других насекомых волокна расположены в виде цилиндрических структур, окруженных митохондриями.

В отличие от мышц позвоночных животных, к которым кислород доставляется гемоглобином, входящим в состав крови, протекающей по тонким капиллярам, расположенным между мышечными волокнами, жидкая гемолимфа, находящаяся в полостях между мышечными волокнами насекомых, не содержит дыхательного пигмента — гемоглобина. Атмосферный кислород диффундирует к мышечным волокнам через тело насекомого с помощью разветвленной системы трубок — трахей, соединяющихся с внешним пространством. Особенно сильно развита система трахей в летательных мышцах, требующих много кислорода.

В мышцах ног и в мелких летательных мышцах некоторых насекомых трахеи проходят между волокнами, подобно капиллярам в мышцах позвоночных; кислород поступает в волокно, диффундируя через его поверхность. В крупных летательных мышцах насекомых система трахей глубоко внедряется внутрь волокна, перенося кислород значительно ближе к митохондриям.

Нервный импульс поступает внутрь мышечного волокна насекомого через систему поперечных трубок (Г-систему) так же, как в поперечнополосатых мышцах позвоночных животных. Однако если в мышцах скелетных животных трубки Г-системы лежат либо в области Z-пластинок (см. рис. 56), либо в областях границ А- и -зон, то в мышцах насекомых трубки Т-системы лежат на половине расстояния между -пластинкой и -зоной.

Синхронные летательные мышцы насекомых имеют хорошо развитую саркоплазматическую сеть трубочек и пузырьков, в которых содержатся ионы во время релаксации. Из этой сети ионы кальция перемещаются к тонким и толстым белковым нитям саркомера при поступлении нервного импульса. В летательных мышцах стрекозы саркоплазматическая сеть почти полностью заполняет саркоплазму между трубками Г-системы. У бабочек саркоплазматическая сеть образована цепями пузырьков, расположенных вокруг волокон.

<< Предыдущий параграф Следующий параграф >>
Оглавление