Биология. В 3-х томах. Т. 3

Гладкая мускулатура имеется в стенках многих полых образований в теле животного, к которым относятся кишечный тракт, мочевой пузырь, кровеносные сосуды, мочеточники, матка, семявыносящий проток. Гладкомышечные клетки — одноядерные, веретенообразные; они скреплены соединительной тканью, состоящей в основном из коллагена. Клетки располагаются параллельно друг другу и образуют отдельные мышечные слои. Это можно видеть на примере гладкой мускулатуры кишечника, где имеются наружный продольный и внутренний кольцевой слои. Когда сокращается продольный слой, кишка укорачивается и ее просвет расширяется, в то время как сокращение кольцевого слоя приводит к удлинению кишки и сужению просвета. Такая координированная работа мышц, называемая перистальтикой, способствует перемещению содержимого кишки; это хороший пример важной функции гладкой мускулатуры, а именно передвижения веществ внутри полых органов.

Отдельная гладкомышечная клетка в расслабленном состоянии имеет около 50-200 мкм в длину и 2-5 мкм в диаметре. Актин расположен в ней продольными тяжами (рис. 17.27). Сейчас считается общепризнанным, что гладкие мышцы позвоночных обычно содержат и миозиновые нити, которые, однако, могут отличаться от миозиновых нитей поперечнополосатых мышечных волокон. Поперечной исчерченности здесь нет, так как актиновые и миозиновые нити не расположены строго упорядоченным образом. Как полагают, механизм сокращения гладких и поперечнополосатых мышц в основе своей одинаков, хотя регуляция их работы может быть совершенно различной.

Рис. 17.27. Гладкая мышца позвоночного

Возбуждение в гладкой мускулатуре распространяется относительно медленно, что обусловливает медленное длительное сокращение мышцы и столь же длительный период расслабления. Мышцы способны также к самопроизвольным ритмическим сокращениям, которые могут быть разной частоты и силы. Растяжение гладкой мускулатуры полого органа при наполнении его содержимым обычно сразу же ведет к ее сокращению, и таким образом обеспечивается проталкивание содержимого дальше.

Клетки иннервируются не соматической нервной системой, а двумя видами вегетативных нервных волокон: одни из них относятся к симпатической, а другие — к парасимпатической нервной системе (разд. 16.2.3). Противоположное действие, которое оказывают эти волокна на иннервируемый ими орган, позволяет быстро изменять состояние органа в соответствии с возможными изменениями условий. На активность гладких мышц могут также влиять адреналин и ряд других гормонов.

17.5.4. Мышечные веретена и рефлекс на растяжение

В скелетных мышцах имеются проприоцепторы, называемые мышечными веретенами (рис. 17.28). В середине каждого такого веретена находится несколько видоизмененных, несократимых мышечных волокон, названных интрафузальными волокнами, которые заключены в соединительнотканную оболочку. Их обвивают аннулоспиральные нервные окончания, принадлежащие афферентному нерву, который идет к спинному мозгу. Вокруг веретена параллельно интрафузальным волокнам лежат обычные мышечные (экстрафузальные) волокна. В обоих концах веретена содержатся сократимые мышечные волокна, которые иннервируются эфферентными нервами, идущими от центральной нервной системы.

Рис. 17.28. А. Мышца позвоночного, мышечное веретено и сухожильный орган. Б. Мышечное веретено (детали строения). Стрелками показано направление передачи нервных импульсов

При растягивании мышцы в аннулоспиральных окончаниях веретена возникает напряжение, вызывающее залп нервных импульсов, которые идут по афферентным нейронам к спинному мозгу. Эти нейроны образуют синапсы непосредственно с эфферентными нейронами, которые посылают импульсы к экстрафузальным мышечным волокнам, вызывая их рефлекторное сокращение. Это рефлекс на растяжение. Чем сильнее будет растянуто веретено, тем больше импульсов пойдет в спинной мозг и тем сильнее сократится мышца. Таким образом, этот рефлекс направлен на поддержание постоянной длины мышцы при изменении нагрузки на нее.

Мышечные веретена работают не все одновременно: разные веретена возбуждаются в разное время в зависимости от нужд организма. В любой момент времени всегда есть несколько веретен, стимулируемых непрерывным потоком сигналов из центральной нервной системы. Это поддерживает частично сокращенное состояние мышц, называемое мышечным тонусом. Для хорошего мышечного тонуса нужна систематическая работа мышц, например физические упражнения.

Важную роль в поддержании мышечного тонуса играют концевые участки веретена. При стимуляции их импульсами эфферентного нерва они сокращаются, и этим обеспечивается некоторое напряжение ненагруженной мышцы. Если бы мышца не поддерживалась в таком состоянии, то в случае внезапной нагрузки она могла бы быть повреждена в результате чрезмерного растяжения.

17.5.5. Тормозные рефлексы