A simaizom-összehúzódás mechanizmusa. A simaizom-összehúzódások kémiai alapjai

A simaizom a belső szervek része. Az összehúzódásnak köszönhetően biztosítják szerveik (emésztőcsatorna, húgyúti rendszer, erek stb.) motoros (motoros) funkcióját. A vázizmokkal ellentétben a simaizom önkéntelen.
A sima (nem harántcsíkolt) izmok morfo-funkcionális szerkezete. A simaizom fő szerkezeti egysége az izomsejt, amely orsó alakú, és kívülről plazmamembrán borítja. Elektronmikroszkóp alatt számos mélyedés látható a membránban - caveolák, amelyek jelentősen megnövelik az izomsejt teljes felületét. Az izomsejt szarkolemmája egy plazmamembránt tartalmaz, az alapmembránnal együtt, amely kívülről lefedi, és a szomszédos kollagénrostokat. Főbb intracelluláris elemek:
sejtmag, mitokondriumok, lizoszómák, mikrotubulusok, szarkoplazmatikus retikulum és kontraktilis fehérjék.
Az izomsejtek izomkötegeket és izomrétegeket alkotnak. Az intercelluláris tér (100 nm vagy több) elasztikus és kollagén rostokkal, kapillárisokkal, fibroblasztokkal stb. van kitöltve. Egyes területeken a szomszédos sejtek membránjai nagyon szorosan fekszenek (a sejtek közötti rés 2-3 nm). Feltételezhető, hogy ezek a területek (nexus) az intercelluláris kommunikációt és a gerjesztés továbbítását szolgálják. Bebizonyosodott, hogy egyes simaizomzatok nagyszámú nexust tartalmaznak (pupilláris záróizmok, vékonybél körkörös izmai stb.), míg másokban alig vagy egyáltalán nincs nexus (vas deferens, a belek hosszanti izmai). A nem bőrös izomsejtek között (a membrán megvastagodásával és a sejtfolyamatok segítségével) van egy köztes vagy dezmopodibny kapcsolat is. Nyilvánvalóan ezek a kapcsolatok fontosak a sejtek mechanikai összekapcsolásához és a mechanikai erő sejtek általi átviteléhez.
A miozin és aktin protofibrillumok kaotikus eloszlása ​​miatt a simaizomsejtek nem csíkozottak, mint a váz- és szívsejtek. A vázizmokkal ellentétben a simaizomnak nincs T-rendszere, és a szarkoplazmatikus retikulum a myoplazma térfogatának mindössze 2-7%-át teszi ki, és nincs kapcsolata a sejt külső környezetével.
A simaizomzat élettani tulajdonságai. A simaizomsejtek a harántcsíkoltokhoz hasonlóan az aktin protofibrillumok miozin protofibrillumok közötti csúszása miatt összehúzódnak, de az ATP csúszásának és hidrolízisének sebessége, így a kontrakció sebessége 100-1000-szer kisebb, mint a harántcsíkolt izmokban. Ennek köszönhetően a simaizmok jól alkalmazkodnak a hosszú távú, kis energiaráfordítással és fáradtság nélküli sikláshoz.
A sima izmokat, figyelembe véve azt a képességet, hogy AP-t generáljanak válaszul a küszöbértékre vagy a szarv feletti stimulációra, hagyományosan fázisos és tónusos izomzatra oszthatók. A fázisos izmok teljes értékű potenciálhatást generálnak, míg a tónusos izmok csak lokálist generálnak, bár van egy mechanizmusuk is a teljes potenciál generálására. A tónusos izmok képtelensége az AP végrehajtására a membrán magas kálium-permeabilitásával magyarázható, ami megakadályozza a regeneratív depolarizáció kialakulását.
A nem bőrös izmok simaizomsejtjeinek membránpotenciáljának értéke -50 és -60 mV között változik. A többi izomhoz hasonlóan, beleértve az idegsejteket is, elsősorban a +, Na +, Cl- vesz részt a kialakulásában. Az emésztőcsatorna, a méh és egyes erek simaizomsejtjeiben a membránpotenciál instabil, lassú depolarizációs hullámok formájában, amelyek tetején AP kisülések jelenhetnek meg. A simaizom akciós potenciál időtartama 20-25 ms-tól 1 s-ig vagy még tovább terjed (például a hólyag izmaiban), pl. ő
hosszabb, mint a vázizom AP időtartama. A simaizom hatásmechanizmusában a Na + mellett a Ca2 + játszik fontos szerepet.
Spontán miogén aktivitás. A vázizmokkal ellentétben a gyomor, a belek, a méh és az ureter simaizomzata spontán miogén aktivitással rendelkezik, azaz. spontán tetanohyodin összehúzódások alakulnak ki. Ezeket az izmokat izolált körülmények között tárolják, és az intrafuzális idegfonatokat farmakológiailag kikapcsolják. Tehát az AP magukban a simaizmokban fordul elő, és nem az idegimpulzusok izmokhoz való átvitele okozza.
Ez a spontán aktivitás miogén eredetű, és olyan izomsejtekben fordul elő, amelyek pacemakerként működnek. Ezekben a sejtekben a lokális potenciál elér egy kritikus szintet, és átmegy az AP-ba. De a membrán repolarizációja után spontán módon új lokális potenciál keletkezik, ami újabb AP-t okoz stb. Az AP, amely a nexuson keresztül a szomszédos izomsejtekre 0,05-0,1 m/s sebességgel terjed, lefedi az egész izmot, ami annak összehúzódását okozza. Például a gyomor perisztaltikus összehúzódásai 1 percenként 3-szor fordulnak elő, a vastagbél szegmentális és ingaszerű mozgása a felső szakaszokon percenként 20-szor, az alsó szakaszokon pedig 5-10-szer fordul elő percenként. Így e belső szervek simaizomrostjai automatizáltak, ami abban nyilvánul meg, hogy külső ingerek hiányában ritmikusan összehúzódnak.
Mi az oka a potenciál megjelenésének a pacemaker simaizomsejtjeiben? Nyilvánvalóan a kálium csökkenése és a membrán nátrium- és (vagy) kalcium-permeabilitásának növekedése miatt következik be. Ami a lassú depolarizációs hullámok rendszeres előfordulását illeti, amelyek a legkifejezettebbek a gyomor-bél traktus izmaiban, nincs megbízható adat ionos eredetükről. Talán bizonyos szerepet játszik a káliumáram kezdeti inaktiváló komponensének csökkenése az izomsejtek depolarizációja során a megfelelő kálium-ioncsatornák inaktiválása miatt. Ennek köszönhetően lehetségessé válik az ismételt G1D előfordulása.
A simaizmok rugalmassága és nyújthatósága. A vázizmokkal ellentétben a simaizmok nyújtáskor plasztikus, rugalmas struktúrákként működnek. A plaszticitásnak köszönhetően a simaizom összehúzott és nyújtott állapotban is teljesen ellazulhat. Például a gyomor vagy a húgyhólyag falának simaizmainak plaszticitása, mivel ezek a szervek megtelnek, megakadályozza az intracavitaris nyomás növekedését. A túlzott nyújtás gyakran az összehúzódás stimulálásához vezet, amelyet a pacemaker sejtek depolarizációja okoz, amely az izom megnyújtásakor következik be, és az akciós potenciál gyakoriságának növekedésével és ennek következtében a kontrakció növekedésével jár. Az erek alaptónusának önszabályozásában nagy szerepe van a nyújtási folyamatot aktiváló összehúzódásnak.
A simaizom-összehúzódás mechanizmusa. Az előfordulás előfeltétele a simaizmok, valamint a vázizmok összehúzódása, valamint a Ca2 + koncentrációjának növekedése a myoplazmában (10-5 M-ig). Úgy gondolják, hogy a kontrakciós folyamatot elsősorban az extracelluláris Ca2+ aktiválja, amely feszültségfüggő Ca2+ csatornákon keresztül jut be az izomsejtekbe.
A simaizom neuromuszkuláris transzmissziójának sajátossága, hogy a beidegzést az autonóm idegrendszer végzi, és serkentő és gátló hatása is lehet. Típusuk szerint vannak kolinerg (mediátor acetilkolin) és adrenerg (mediátor noradrenalin) mediátorok. Előbbiek általában az emésztőrendszer, utóbbiak az erek izmaiban találhatók.
Egyes szinapszisokban ugyanaz a transzmitter lehet serkentő, másokban pedig gátló (a citoreceptorok tulajdonságaitól függően). Az adrenerg receptorokat a- és b-re osztják. Az α-adrenerg receptorokra ható noradrenalin összehúzza az ereket és gátolja az emésztőrendszer mozgékonyságát, a B-adrenerg receptorokra hatva serkenti a szívműködést és kitágítja egyes szervek ereit, ellazítja a hörgők izmait. . Leírt neuromuszkuláris-. simaizmokban történő átvitel más közvetítők segítségével.
Egy serkentő transzmitter hatására a simaizomsejtek depolarizációja következik be, ami serkentő szinaptikus potenciál (ESP) formájában nyilvánul meg. Amikor eléri a kritikus szintet, PD lép fel. Ez akkor történik, amikor több impulzus egymás után közeledik az idegvégződéshez. A PGI előfordulása a posztszinaptikus membrán Na +, Ca2 + és SI permeabilitásának növekedésének a következménye."
A gátló transzmitter a posztszinaptikus membrán hiperpolarizációját okozza, ami a gátló szinaptikus potenciálban (ISP) nyilvánul meg. A hiperpolarizáció a membránpermeabilitás növekedésén alapul, főként a K + esetében. Az acetilkolin által gerjesztett simaizomzatban (például a bélizmokban, hörgőkben) a gátló mediátor szerepét a noradrenalin tölti be, és azokban a simaizomzatokban, amelyekben a noradrenalin serkentő közvetítő (például a hólyag izmaiban), az acetilkolin játszik szerepet. a szerep.
Klinikai és fiziológiai szempont. Egyes betegségekben, amikor a vázizmok beidegzése megzavarodik, passzív nyújtásuk vagy elmozdulásuk tónusuk reflexszerű növekedésével jár, pl. nyúlással szembeni ellenállás (spaszticitás vagy merevség).
Ha a vérkeringés károsodik, valamint bizonyos anyagcseretermékek (tej- és foszforsav), mérgező anyagok, alkohol, fáradtság vagy izomhőmérséklet csökkenés (például hosszan tartó hideg vízben való úszás során), kontraktúra léphet fel. hosszan tartó aktív izomösszehúzódás után fordulnak elő. Minél jobban károsodik az izomműködés, annál kifejezettebb a kontraktúra utóhatása (például a rágóizmok összehúzódása a maxillofacialis régió patológiájában). Mi a kontraktúra eredete? Úgy gondolják, hogy a kontraktúra az ATP koncentrációjának csökkenése miatt keletkezett az izomban, ami állandó kapcsolat kialakulásához vezetett a kereszthidak és az aktin protofibrillumok között. Ebben az esetben az izom elveszíti rugalmasságát és kemény lesz. A kontraktúra megszűnik, és az izom ellazul, amikor az ATP-koncentráció eléri a normál szintet.
Az olyan betegségekben, mint a myotonia, az izomsejtek membránja olyan könnyen izgat, hogy még enyhe irritáció is (például tűelektróda bevezetése az elektromiográfia során) izomimpulzusok kisülését okozza. A spontán AP-k (fibrillációs potenciálok) az izom denervációját követő első szakaszban is rögzítésre kerülnek (amíg a tétlenség az izom atrófiájához vezet).
Egyes simaizomzat tónusos összehúzódásait, különösen az érfalak izmait (alap- vagy miogén tónus) túlnyomórészt az extracelluláris Ca 2 + aktiválja. A fiziológiailag aktív anyagok és mediátorok a kemoszenzitív Ca2 + csatornák bezárásával (a kemoreceptorok aktiválása révén) vagy hiperpolarizációval okozhatják a simaizom tónus csökkenését, ami a spontán AP-k elnyomását és a feszültségfüggő Ca2 + csatornák bezárását okozza.

Nagyon fontos funkciót töltenek be az élőlények szervezetében - minden szervet és rendszerüket alkotják és bélelik. Kiemelten fontos ezek közül az izmos, mivel a test minden szerkezeti részének külső és belső üregeinek kialakításában kiemelt fontosságú. Ebben a cikkben megvizsgáljuk, mi a simaizomszövet, szerkezeti jellemzői és tulajdonságai.

Ezeknek a szöveteknek a fajtái

Az állati testben többféle izom található:

• keresztben csíkozott;
• simaizomszövet.

Mindkettőnek megvannak a maga jellegzetes szerkezeti sajátosságai, elvégzett funkciói és bemutatott tulajdonságai. Ráadásul könnyen megkülönböztethetők egymástól. Végül is mindkettőnek megvan a maga egyedi mintája, amely a sejtekben lévő fehérjekomponensek miatt alakult ki.

A csíkos szintén két fő típusra oszlik:

• csontváz;
• szív.

Maga a név tükrözi a testben elhelyezkedő fő területeket. Funkciói rendkívül fontosak, hiszen ez az izom biztosítja a szív összehúzódását, a végtagok és minden más mozgó testrész mozgását. A simaizom azonban nem kevésbé fontos. Melyek a jellemzői, tovább vizsgáljuk.

Általánosságban elmondható, hogy csak a sima és harántcsíkolt izomszövet által végzett összehangolt munka teszi lehetővé az egész test sikeres működését. Ezért nem lehet meghatározni, hogy melyikük többé-kevésbé jelentős.

Sima szerkezeti jellemzők

A szóban forgó szerkezet fő szokatlan jellemzői a sejtjei - a miociták - szerkezetében és összetételében rejlenek. Mint minden más szövetet, ezt a szövetet egy olyan sejtcsoport alkotja, amelyek szerkezetében, tulajdonságaiban, összetételében és funkcióiban hasonlóak. A szerkezet általános jellemzői több pontban is felvázolhatók.

1. Minden sejtet kötőszöveti rostok sűrű plexusa vesz körül, amely úgy néz ki, mint egy kapszula.
2. Mindegyik szerkezeti egység szorosan illeszkedik a másikhoz, a sejtközi terek gyakorlatilag hiányoznak. Ez lehetővé teszi, hogy az egész szövet szorosan csomagolt, strukturált és tartós legyen.
3. A csíkozott megfelelőjétől eltérően ez a szerkezet különböző alakú sejteket tartalmazhat.

Ez természetesen nem az a jellemző, amivel rendelkezik, mint már említettük, pontosan magukban a myocytákban, azok működésében és összetételében. Ezért ezt a kérdést az alábbiakban részletesebben tárgyaljuk.

Sima izom myocyták

A myocyták különböző formájúak. Egy adott szerv helyétől függően ezek lehetnek:

• ovális;
• fusiform hosszúkás;
• lekerekített;
• folyamat.

Mindenesetre általános összetételük hasonló. Olyan organellumokat tartalmaznak, mint például:

• jól meghatározott és működő mitokondriumok;
• Golgi komplexum;
• mag, gyakran hosszúkás alakú;
• endoplazmatikus retikulum;
• lizoszómák.

Természetesen a citoplazma is jelen van a szokásos zárványokkal. Érdekes tény, hogy a simaizom miocitáit kívülről nemcsak plazmalemma borítja, hanem membrán (bazális) is. Ez további lehetőséget biztosít számukra, hogy kapcsolatba lépjenek egymással.

Ezek az érintkezési pontok a simaizomszövet jellemzőit alkotják. A kapcsolattartó helyeket nexusoknak nevezzük. Rajtuk keresztül, valamint a membrán ezen helyein található pórusokon keresztül jutnak el impulzusok a sejtek között, információ, vízmolekulák és egyéb vegyületek cserélődnek.

Van még egy szokatlan tulajdonsága a simaizomszövetnek. Miocitáinak szerkezeti jellemzői, hogy nem mindegyiknek van idegvégződése. Ezért olyan fontosak a nexusok. Így egyetlen sejt sem marad beidegzés nélkül, és az impulzus a szomszédos struktúrán keresztül a szöveten keresztül továbbítható.

A myocytáknak két fő típusa van.

1. titkár. Fő funkciójuk a glikogén szemcsék előállítása és felhalmozódása, számos mitokondrium, poliszóma és riboszómális egység fenntartása. Ezek a struktúrák a bennük lévő fehérjékről kapták a nevüket. Ezek az aktin filamentumok és a kontraktilis fibrin filamentumok. Ezek a sejtek leggyakrabban a szövet perifériáján helyezkednek el.
2. Sima Úgy néznek ki, mint egy orsó alakú, hosszúkás szerkezetek, amelyek ovális sejtmagot tartalmaznak, amely a sejt közepe felé tolódik el. Egy másik név a leiomyocyták. Abban különböznek egymástól, hogy nagyobb méretűek. A méhszerv egyes részecskéi elérik az 500 mikront! Ez meglehetősen jelentős szám a test összes többi sejtjéhez képest, kivéve talán a tojást.

A sima myocyták funkciója az is, hogy a következő vegyületeket szintetizálják:

• glikoproteinek;
• prokollagén;
• elasztán;
• intercelluláris anyag;
• proteoglikánok.

A kijelölt típusú myocyták együttes interakciója, összehangolt munkája, valamint szerveződésük biztosítja a simaizomszövet szerkezetét.

Ennek az izomnak az eredete

Az ilyen típusú izomzat kialakulásának több forrása van a testben. Az eredetnek három fő változata van. Ez magyarázza a simaizomszövet szerkezetének különbségeit.

1. Mesenchymalis eredetű. A legtöbb sima szál rendelkezik ezzel. A mesenchymából származik az üreges szervek belsejét borító szinte összes szövet.
2. Epidermális eredetű. Maga a név a lokalizációs helyekről beszél - ezek a bőrmirigyek és azok csatornái. Ezeket sima szálak alkotják, amelyek ilyen megjelenésűek. Izzadság-, nyál-, emlő-, könnymirigyek – ezek a mirigyek a myoepithelialis sejtek irritációja miatt választják ki váladékukat – a szóban forgó szerv szerkezeti részecskéi.
3. Neurális eredet. Az ilyen szálak egy meghatározott helyen találhatók - ez az írisz, a szem egyik membránja. A pupilla összehúzódását vagy tágulását ezek a simaizomsejtek beidegzik és szabályozzák.

Különböző eredetük ellenére a szóban forgó szövet összes anyagának belső összetétele és teljesítménytulajdonságai megközelítőleg azonosak maradnak.

Ennek a szövetnek a fő tulajdonságai

A simaizomszövet tulajdonságai megegyeznek a harántcsíkolt izomszövet tulajdonságaival. Ebben egyesülnek. Ez:

• vezetőképesség;
• ingerlékenység;
• labilitás;
• kontraktilitás.

Ugyanakkor van egy meglehetősen sajátos jellemzője. Ha a harántcsíkolt vázizmok képesek gyorsan összehúzódni (ezt jól szemlélteti az emberi testben fellépő remegés), akkor a simaizmok sokáig összenyomott állapotban maradhatnak. Ráadásul tevékenysége nem függ az ember akaratától és értelemétől. Mivel beidegzi

Nagyon fontos tulajdonság a hosszan tartó lassú nyújtás (összehúzódás) és az azonos ellazulás képessége. Tehát a hólyag munkája ezen alapul. Biológiai folyadék hatására (annak feltöltése) képes megnyúlni, majd összehúzódni. Falait simaizmok szegélyezik.

Sejtfehérjék

A kérdéses szövet miocitái sok különböző vegyületet tartalmaznak. Közülük azonban a legfontosabbak, amelyek az összehúzódás és relaxáció funkcióit látják el, éppen a fehérjemolekulák. Ezek közül itt van:

• miozin filamentumok;
• aktin;
• nebulin;
• connectin;
• tropomiozin.

Ezek az összetevők általában az egymástól izolált sejtek citoplazmájában helyezkednek el, klaszterek kialakítása nélkül. Az állatok egyes szerveiben azonban kötegek vagy zsinórok, úgynevezett myofibrillumok képződnek.

Ezeknek a kötegeknek a szövetben való elhelyezkedése főként hosszanti. Sőt, mind a miozinrostok, mind az aktinrostok. Ennek eredményeként egy egész hálózat jön létre, amelyben egyesek végei összefonódnak más fehérjemolekulák széleivel. Ez fontos az egész szövet gyors és megfelelő összehúzódásához.

Maga az összehúzódás a következőképpen történik: a sejt belső környezete pinocytosis vezikulákat tartalmaz, amelyek szükségszerűen tartalmaznak kalciumionokat. Amikor megérkezik egy idegimpulzus, amely az összehúzódás szükségességét jelzi, ez a buborék közeledik a rosthoz. Ennek eredményeként a kalciumion irritálja az aktint, és az mélyebbre kerül a miozin filamentumok között. Ez a plazmalemma érintettségéhez vezet, és ennek eredményeként a myocita összehúzódik.

Simaizomszövet: rajz

Ha csíkos szövetről beszélünk, könnyen felismerhető a csíkozásairól. De ami az általunk vizsgált szerkezetet illeti, ez nem történik meg. Miért más a simaizomszövet mintázata, mint a közeli szomszédja? Ezt a fehérjekomponensek myocytákban való jelenléte és elhelyezkedése magyarázza. A simaizmok részeként a különböző természetű myofibrillszálak kaotikusan, meghatározott rendezett állapot nélkül lokalizálódnak.

Éppen ezért egyszerűen hiányzik az anyagminta. A harántcsíkolt filamentumban az aktint egymás után transzverzális miozin váltja fel. Az eredmény egy minta - csíkok, amelyeknek köszönhetően az anyag a nevét kapta.

Mikroszkóp alatt a sima szövet nagyon simának és rendezettnek tűnik, köszönhetően a hosszúkás izomsejteknek, amelyek szorosan egymás mellett helyezkednek el.

A test térbeli elhelyezkedésének területei

A simaizomszövet meglehetősen nagy számú fontos belső szervet képez az állati testben. Így tanult:

• belek;
• nemi szervek;
• minden típusú véredény;
• mirigyek;
• a kiválasztó rendszer szervei;
• Légutak;
• a vizuális analizátor részei;
• az emésztőrendszer szervei.

Nyilvánvaló, hogy a kérdéses szövet lokalizációs helyei rendkívül változatosak és fontosak. Ezenkívül meg kell jegyezni, hogy az ilyen izmok főként azokat a szerveket alkotják, amelyek automatikus vezérlésnek vannak kitéve.

Helyreállítási módszerek

A simaizomszövet olyan struktúrákat képez, amelyek elég fontosak ahhoz, hogy képesek legyenek regenerálódni. Ezért a különféle károk utáni helyreállításának két fő módja jellemzi.

1. A myocyták mitotikus osztódása a szükséges szövetmennyiség kialakulásáig. A regeneráció leggyakoribb egyszerű és gyors módja. Így helyreáll bármely szerv belső része, amelyet simaizom alkot.
2. A myofibroblasztok szükség esetén sima szöveti miocitákká képesek átalakulni. Ez a szövet regenerációjának összetettebb és ritkán előforduló módja.

A simaizmok beidegzése

A Smooth egy élőlény vágyától vagy vonakodásától függetlenül végzi a munkáját. Ez azért következik be, mert az autonóm idegrendszer, valamint a ganglion (gerinc) idegek folyamatai beidegzik.

Példa és bizonyíték erre a gyomor, a máj, a lép méretének csökkenése vagy növekedése, a hólyag nyújtása és összehúzódása.

A simaizomszövet funkciói

Mi ennek a szerkezetnek a jelentősége? Miért van szükség a következőkre:

• a szervfalak hosszan tartó összehúzódása;
• titkok előállítása;
• az irritációra és befolyásolásra való ingerlékenységgel való reagálás képessége.

Sima izom Az emésztőcsatorna falában, a hörgőkben, a vér- és nyirokerekben, a hólyagban, a méhben, valamint az íriszben, a ciliáris izomzatban, a bőrben és a mirigyekben találhatók. A harántcsíkolt izmokkal ellentétben ezek nem különálló izmok, hanem csak egy részét alkotják a szerveknek. A simaizomsejtek megnyúlt orsó- vagy szalagszerű alakúak, hegyes végekkel. Hosszúságuk emberben általában körülbelül 20 mikron. A simaizomsejtek a terhes emberi méh falában érik el a legnagyobb hosszúságot (akár 500 mikront). A sejt középső részében rúd alakú mag található, a citoplazmában pedig a teljes sejt mentén vékony, teljesen homogén miofibrillumok futnak egymással párhuzamosan. Ezért a sejtnek nincsenek keresztirányú csíkjai. A vastagabb myofibrillumok a sejt külső rétegeiben helyezkednek el. Határnak nevezik őket, és egytengelyű kettős törésük van. Az elektronmikroszkóp azt mutatja, hogy a miofibrillák protofibrillumok kötegei, és keresztcsíkjaik vannak, amelyek fénymikroszkóppal nem láthatók. A simaizomsejtek osztódással (mitózissal) regenerálódhatnak. Tartalmaznak egyfajta aktomiozint - tonoaktomiozint. A simaizomsejtek között ugyanazok a membránkontaktusok vagy nexusok vannak, mint a szívizomsejtek között, amelyek mentén a gerjesztés és a gátlás átterjed egyik simaizomsejtről a másikra.

A simaizmokban a gerjesztés lassan terjed, a simaizmok összehúzódásait erősebb és hosszabb ideig tartó ingerek okozzák, mint a vázizmok. Összehúzódásának látens periódusa néhány másodpercig tart. A simaizmok sokkal lassabban húzódnak össze, mint a vázizmok. Így a béka gyomrában a simaizom összehúzódási ideje 15-20 másodperc. A simaizom-összehúzódások több percig vagy akár órákig is eltarthatnak. A vázizmokkal ellentétben a simaizom-összehúzódások tónusosak. A simaizmok rendkívül alacsony anyag- és energiafelhasználással képesek hosszú ideig tónusos feszültség állapotában lenni. Például az emésztőcsatorna, a hólyag, az epehólyag, a méh és más szervek sphinctereinek simaizomzata több tíz percig és sok óráig jó formában van. A magasabb gerincesek ereinek falának simaizomzata egész életen át jó formában marad.

Közvetlen kapcsolat van az izomban fellépő impulzusok gyakorisága és feszültségének mértéke között. Minél magasabb a frekvencia, annál nagyobb a tónus egy bizonyos határig a nem egyidejűleg feszült izomrostok feszültségeinek összegzése miatt.

A sima izmok ízletesek - képesek megőrizni hosszukat nyújtáskor anélkül, hogy a feszültség megváltozna, ellentétben a vázizmokkal, amelyek megfeszülnek, amikor megfeszülnek.

A vázizmokkal ellentétben sok simaizom automatizmust mutat. Összehúzódnak helyi reflexmechanizmusok hatására, mint például a Meissner és Auerbach plexusok a tápcsatornában, vagy a vérbe jutó vegyszerek, mint az acetilkolin, a noradrenalin és az adrenalin hatására. Az idegrendszerből érkező idegimpulzusok hatására a simaizomzat automatikus összehúzódásai fokozódnak vagy gátolódnak. Ezért a vázizmokkal ellentétben vannak speciális gátló idegek, amelyek megállítják az összehúzódást és simaizom-relaxációt okoznak. Egyes simaizom, amelyekben nagyszámú idegvégződés van, nem rendelkezik automatizmussal, például a pupilla záróizomja, a macska nyelőhártyája.

A simaizom jelentősen lerövidülhet, sokkal jobban, mint a vázizmok. Egyszeri stimuláció 45%-os simaizom-összehúzódást okozhat, gyakori stimulációs ritmus mellett a maximális összehúzódás elérheti a 60-75%-ot.

A simaizomszövet a mezodermából is fejlődik (mezenchimából keletkezik); egyedi, erősen megnyúlt orsó alakú sejtekből áll, amelyek mérete jóval kisebb a harántcsíkolt izmok rostjaihoz képest. Hosszúságuk 20-500 μ, szélességük 4-7 μ között van. Általában ezeknek a sejteknek egy hosszúkás magja van a sejt közepén. A sejt protoplazmájában hosszirányban számos és nagyon vékony miofibrillum halad át, amelyeknek nincsenek keresztirányú csíkjai, és speciális kezelés nélkül teljesen láthatatlanok. Minden simaizomsejtet vékony kötőszöveti membrán borít. Ezek a membránok összekötik egymással a szomszédos sejteket. A harántcsíkolt rostokkal ellentétben, amelyek a vázizom szinte teljes hosszában találhatók, bármely simaizom-komplexumban jelentős számú sejt található egy vonalban.

A simaizomsejtek a testben vagy külön-külön, a kötőszövetben szétszórva, vagy különböző méretű izomkomplexekbe kapcsolódnak.

Utóbbi esetben az egyes izomsejteket minden oldalról sejtközi anyag veszi körül, amelybe a legfinomabb fibrillumok hatolnak be, amelyek száma nagyon eltérő lehet. A rugalmas rostok legfinomabb hálózatai szintén az intercelluláris anyagban találhatók.

A szervek simaizomsejtjei izomkötegekké egyesülnek. Sok esetben (húgyúti, méh stb.) ezek a kötegek elágaznak, és más kötegekkel egyesülnek, változó sűrűségű felületi hálózatokat alkotva. Ha nagyszámú köteg található szorosan, akkor sűrű izomréteg képződik (például a gyomor-bél traktus). A simaizmok vérellátását ereken keresztül végzik, amelyek nagy kötőszöveti rétegekben haladnak át a kötegek között; kapillárisok behatolnak az egyes kötegek rostjai közé, és azok mentén elágazva sűrű kapilláris hálózatot alkotnak. A simaizomszövet nyirokereket is tartalmaz. A simaizmokat az autonóm idegrendszer rostjai beidegzik. A simaizomsejtek a harántcsíkolt izomrostokkal ellentétben lassú, tartós összehúzódásokat produkálnak. Hosszú ideig és nagy erővel képesek dolgozni. Például az órákig tartó szülés során a méh izmos falai olyan erőt fejtenek ki, amely a harántcsíkolt izmok számára elérhetetlen. A simaizmok tevékenysége általában nem függ akaratunktól (vegetatív beidegzés, lásd alább) - önkéntelen.

A simaizom fejlődésében (filogenezisében) ősibb, mint a harántcsíkolt izom, és gyakoribb az állatvilág alsóbb formáiban.

A simaizom osztályozása

A simaizmok zsigeri (egységes) és több egységre oszthatók. A zsigeri simaizom minden belső szervben, az emésztőmirigy-csatornákban, a vér- és nyirokerekben, valamint a bőrben megtalálható. A multiunitaris izmok közé tartozik a ciliáris izom és az írisz. A simaizom zsigeri és több egységre való felosztása motoros beidegzésük különböző sűrűségén alapul. A zsigeri simaizomban a motoros idegvégződések kis számú simaizomsejten vannak jelen. Ennek ellenére az idegvégződések gerjesztése a köteg összes simaizomsejtjébe továbbítódik a szomszédos miociták - nexusok közötti szoros érintkezés miatt. A Nexek lehetővé teszik az akciós potenciálok és a lassú depolarizációs hullámok terjedését egyik izomsejtről a másikra, így a zsigeri simaizmok az idegimpulzus érkezésével egyidejűleg összehúzódnak.

A simaizom funkciói és tulajdonságai

Műanyag. A simaizom másik fontos sajátossága a feszültség változékonysága, anélkül, hogy a hosszával rendszeres összefüggés lenne. Így ha a zsigeri simaizomzatot nyújtjuk, annak feszültsége nő, de ha az izmot a nyújtás okozta megnyúlás állapotában tartják, akkor a feszültség fokozatosan csökken, esetenként nemcsak a nyújtás előtti szintre, hanem e szint alatt. Ezt a tulajdonságot simaizom plaszticitásnak nevezik. Így a simaizom jobban hasonlít egy viszkózus képlékeny tömeghez, mint egy gyengén hajlékony szerkezetű szövethez. A simaizmok plaszticitása hozzájárul az üreges belső szervek normál működéséhez.

A gerjesztés és az összehúzódás kapcsolata. A zsigeri simaizomban nehezebb vizsgálni az elektromos és mechanikai megnyilvánulások kapcsolatát, mint a vázizomban vagy a szívizomban, mivel a zsigeri simaizom folyamatos aktivitásban van. Relatív pihenés körülményei között egyetlen AP rögzíthető. Mind a vázizom, mind a simaizom összehúzódása az aktin miozinhoz viszonyított csúszásán alapul, ahol a Ca2+ ion trigger funkciót lát el.

A simaizom összehúzódásának mechanizmusa olyan tulajdonsággal rendelkezik, amely megkülönbözteti a vázizom összehúzódásának mechanizmusától. Ez a tulajdonság abban rejlik, hogy mielőtt a simaizom miozin megmutathatná ATP-áz aktivitását, foszforilálni kell. A miozin foszforilációja és defoszforilációja a vázizomzatban is megfigyelhető, de abban a foszforilációs folyamat nem szükséges a miozin ATPáz aktivitásának aktiválásához. A simaizom miozin foszforilációjának mechanizmusa a következő: a Ca2+ ion kalmodulinnal kombinálódik (a kalmodulin a Ca2+ ion befogadó fehérje). A létrejövő komplex aktiválja a miozin könnyű lánc kináz enzimet, ami viszont katalizálja a miozin foszforilációs folyamatát. Az aktin ezután a miozin ellen csúszik, ami az összehúzódás alapját képezi. Megjegyzendő, hogy a simaizom összehúzódást a Ca2+ ion hozzáadása a kalmodulinhoz, míg a váz- és szívizomban a Ca2+ troponinhoz való hozzáadása.

Kémiai érzékenység. A simaizom rendkívül érzékeny a különféle fiziológiailag aktív anyagokra: adrenalinra, noradrenalinra, ACh-ra, hisztaminra stb. Ennek oka a simaizom sejtmembránján található specifikus receptorok jelenléte. Ha adrenalint vagy noradrenalint adunk a bél simaizom készítményéhez, megnő a membránpotenciál, csökken az AP gyakorisága és az izom ellazul, vagyis ugyanaz a hatás figyelhető meg, mint a szimpatikus idegek izgatottsága esetén.

A noradrenalin a simaizom sejtmembrán α- és β-adrenerg receptoraira hat. A noradrenalin és a β-receptorok kölcsönhatása csökkenti az izomtónust az adenilát-cikláz aktiválása és a ciklikus AMP képződése, valamint az ezt követő intracelluláris Ca2+ kötődés növekedése következtében. A noradrenalin α-receptorokra gyakorolt ​​hatása gátolja a kontrakciót azáltal, hogy fokozza a Ca2+-ionok felszabadulását az izomsejtekből.

Az ACh a noradrenalin hatásával ellentétes hatással van a membránpotenciálra és a bél simaizomzatának összehúzódására. Az ACh hozzáadása a bél simaizom készítményéhez csökkenti a membránpotenciált és növeli a spontán AP-k gyakoriságát. Ennek eredményeként nő a tónus és a ritmikus összehúzódások gyakorisága, azaz ugyanaz a hatás figyelhető meg, mint a paraszimpatikus idegek izgatottsága esetén. Az ACh depolarizálja a membránt és növeli Na+ és Ca+ permeabilitását.

Egyes szervek simaizomzata különféle hormonokra reagál. Így az állatok méhének simaizomzata az ovuláció és a petefészkek eltávolítása közötti időszakban viszonylag ingerlhetetlen. Ösztrusz alatt vagy petefészek-eltávolított állatoknál, amelyek ösztrogént kaptak, a simaizom ingerlékenysége megnő. A progeszteron még az ösztrogénnél is jobban növeli a membránpotenciált, de ebben az esetben a méhizmok elektromos és kontraktilis aktivitása gátolt.

A simaizom a belső szervek része. Az összehúzódásnak köszönhetően biztosítják szerveik (emésztőcsatorna, húgyúti rendszer, erek stb.) motoros működését. A vázizmokkal ellentétben a simaizom önkéntelen.

A sima morfo-funkcionális szerkezete izmok. A simaizom fő szerkezeti egysége az izomsejt, amely orsó alakú, és kívülről plazmamembrán borítja. Elektronmikroszkóp alatt számos mélyedés látható a membránban - caveolák, amelyek jelentősen megnövelik az izomsejt teljes felületét. Az izomsejt szarkolemmája egy plazmamembránt tartalmaz, az alapmembránnal együtt, amely kívülről lefedi, és a szomszédos kollagénrostokat. A fő intracelluláris elemek: sejtmag, mitokondriumok, lizoszómák, mikrotubulusok, szarkoplazmatikus retikulum és kontraktilis fehérjék.

Az izomsejtek izomkötegeket és izomrétegeket alkotnak. Az intercelluláris tér (100 nm vagy több) elasztikus és kollagén rostokkal, kapillárisokkal, fibroblasztokkal stb. van kitöltve. Egyes területeken a szomszédos sejtek membránjai nagyon szorosan fekszenek (a sejtek közötti rés 2-3 nm). Feltételezhető, hogy ezek a területek (nexus) az intercelluláris kommunikációt és a gerjesztés továbbítását szolgálják. Bebizonyosodott, hogy egyes simaizomzatok nagyszámú nexust tartalmaznak (pupilláris záróizmok, vékonybél körkörös izmai stb.), míg másokban alig vagy egyáltalán nincs nexus (vas deferens, a belek hosszanti izmai). A nem bőrös izomsejtek között (a membrán megvastagodásával és a sejtfolyamatok segítségével) van egy köztes vagy dezmopodibny kapcsolat is. Nyilvánvalóan ezek a kapcsolatok fontosak a sejtek mechanikai összekapcsolásához és a mechanikai erő sejtek általi átviteléhez.

A miozin és aktin protofibrillumok kaotikus eloszlása ​​miatt a simaizomsejtek nem csíkozottak, mint a váz- és szívsejtek. A vázizmokkal ellentétben a simaizomnak nincs T-rendszere, és a szarkoplazmatikus retikulum a myoplazma térfogatának mindössze 2-7%-át teszi ki, és nincs kapcsolata a sejt külső környezetével.

A simaizomzat élettani tulajdonságai .

A simaizomsejtek a harántcsíkoltokhoz hasonlóan az aktin protofibrillumok miozin protofibrillumok közötti csúszása miatt összehúzódnak, de az ATP csúszásának és hidrolízisének sebessége, így a kontrakció sebessége 100-1000-szer kisebb, mint a harántcsíkolt izmokban. Ennek köszönhetően a simaizmok jól alkalmazkodnak a hosszú távú, kis energiaráfordítással és fáradtság nélküli sikláshoz.

A sima izmokat, figyelembe véve azt a képességet, hogy AP-t generáljanak válaszul a küszöbértékre vagy a szarv feletti stimulációra, hagyományosan fázisos és tónusos izomzatra oszthatók. A fázisos izmok teljes értékű potenciálhatást generálnak, míg a tónusos izmok csak lokálist generálnak, bár van egy mechanizmusuk is a teljes potenciál generálására. A tónusos izmok képtelensége az AP végrehajtására a membrán magas kálium-permeabilitásával magyarázható, ami megakadályozza a regeneratív depolarizáció kialakulását.

A nem bőrös izmok simaizomsejtjeinek membránpotenciáljának értéke -50 és -60 mV között változik. A többi izomhoz hasonlóan, beleértve az idegsejteket is, elsősorban a +, Na +, Cl- vesz részt a kialakulásában. Az emésztőcsatorna, a méh és egyes erek simaizomsejtjeiben a membránpotenciál instabil, lassú depolarizációs hullámok formájában, amelyek tetején AP kisülések jelenhetnek meg. A simaizom akciós potenciál időtartama 20-25 ms-tól 1 s-ig vagy még tovább terjed (például a hólyag izmaiban), pl. hosszabb, mint a vázizom AP időtartama. A simaizom hatásmechanizmusában a Na + mellett a Ca2 + játszik fontos szerepet.

Spontán miogén aktivitás. A vázizmokkal ellentétben a gyomor, a belek, a méh és az ureter simaizomzata spontán miogén aktivitással rendelkezik, azaz. spontán tetanohyodin összehúzódások alakulnak ki. Ezeket az izmokat izolált körülmények között tárolják, és az intrafuzális idegfonatokat farmakológiailag kikapcsolják. Tehát az AP magukban a simaizmokban fordul elő, és nem az idegimpulzusok izmokhoz való átvitele okozza.

Ez a spontán aktivitás miogén eredetű, és olyan izomsejtekben fordul elő, amelyek pacemakerként működnek. Ezekben a sejtekben a lokális potenciál elér egy kritikus szintet, és átmegy az AP-ba. De a membrán repolarizációja után spontán módon új lokális potenciál keletkezik, ami újabb AP-t okoz stb. Az AP, amely a nexuson keresztül a szomszédos izomsejtekre 0,05-0,1 m/s sebességgel terjed, lefedi az egész izmot, ami annak összehúzódását okozza. Például a gyomor perisztaltikus összehúzódásai 1 percenként 3-szor fordulnak elő, a vastagbél szegmentális és ingaszerű mozgása a felső szakaszokon percenként 20-szor, az alsó szakaszokon pedig 5-10-szer fordul elő percenként. Így e belső szervek simaizomrostjai automatizáltak, ami abban nyilvánul meg, hogy külső ingerek hiányában ritmikusan összehúzódnak.

Mi az oka a potenciál megjelenésének a pacemaker simaizomsejtjeiben? Nyilvánvalóan a kálium csökkenése és a membrán nátrium- és kalcium-permeabilitásának növekedése miatt következik be. Ami a lassú depolarizációs hullámok rendszeres előfordulását illeti, amelyek a legkifejezettebbek a gyomor-bél traktus izmaiban, nincs megbízható adat ionos eredetükről. Talán bizonyos szerepet játszik a káliumáram kezdeti inaktiváló komponensének csökkenése az izomsejtek depolarizációja során a megfelelő kálium-ioncsatornák inaktiválása miatt.

A simaizmok rugalmassága és nyújthatósága. A vázizmokkal ellentétben a simaizmok nyújtáskor plasztikus, rugalmas struktúrákként működnek. A plaszticitásnak köszönhetően a simaizom összehúzott és nyújtott állapotban is teljesen ellazulhat. Például a gyomor vagy a húgyhólyag falának simaizmainak plaszticitása, mivel ezek a szervek megtelnek, megakadályozza az intracavitaris nyomás növekedését. A túlzott nyújtás gyakran az összehúzódás stimulálásához vezet, amelyet a pacemaker sejtek depolarizációja okoz, amely az izom megnyújtásakor következik be, és az akciós potenciál gyakoriságának növekedésével és ennek következtében a kontrakció növekedésével jár. Az erek alaptónusának önszabályozásában nagy szerepe van a nyújtási folyamatot aktiváló összehúzódásnak.

A simaizom-összehúzódás mechanizmusa. Az előfordulás előfeltétele a simaizmok, valamint a vázizmok összehúzódása, valamint a Ca2 + koncentrációjának növekedése a myoplazmában (10-5 M-ig). Úgy gondolják, hogy a kontrakciós folyamatot elsősorban az extracelluláris Ca2+ aktiválja, amely feszültségfüggő Ca2+ csatornákon keresztül jut be az izomsejtekbe.

A simaizom neuromuszkuláris transzmissziójának sajátossága, hogy a beidegzést az autonóm idegrendszer végzi, és serkentő és gátló hatása is lehet. Típusuk szerint vannak kolinerg (mediátor acetilkolin) és adrenerg (mediátor noradrenalin) mediátorok. Előbbiek általában az emésztőrendszer, utóbbiak az erek izmaiban találhatók.

Egyes szinapszisokban ugyanaz a transzmitter lehet serkentő, másokban pedig gátló (a citoreceptorok tulajdonságaitól függően). Az adrenerg receptorokat a- és b-re osztják. Az α-adrenerg receptorokra ható noradrenalin összehúzza az ereket és gátolja az emésztőrendszer mozgékonyságát, a B-adrenerg receptorokra hatva serkenti a szívműködést és kitágítja egyes szervek ereit, ellazítja a hörgők izmait. . Leírt neuromuszkuláris-. simaizmokban történő átvitel más közvetítők segítségével.

Egy serkentő transzmitter hatására a simaizomsejtek depolarizációja következik be, ami serkentő szinaptikus potenciál (ESP) formájában nyilvánul meg. Amikor eléri a kritikus szintet, PD lép fel. Ez akkor történik, amikor több impulzus egymás után közeledik az idegvégződéshez. A PGI előfordulása a posztszinaptikus membrán Na +, Ca2 + és SI permeabilitásának növekedésének a következménye."

A gátló transzmitter a posztszinaptikus membrán hiperpolarizációját okozza, ami a gátló szinaptikus potenciálban (ISP) nyilvánul meg. A hiperpolarizáció a membránpermeabilitás növekedésén alapul, főként a K + esetében. Az acetilkolin által gerjesztett simaizomzatban (például a bélizmokban, hörgőkben) a gátló mediátor szerepét a noradrenalin tölti be, és azokban a simaizomzatokban, amelyekben a noradrenalin serkentő közvetítő (például a hólyag izmaiban), az acetilkolin játszik szerepet. a szerep.

Klinikai és fiziológiai szempont. Egyes betegségekben, amikor a vázizmok beidegzése megzavarodik, passzív nyújtásuk vagy elmozdulásuk tónusuk reflexszerű növekedésével jár, pl. nyúlással szembeni ellenállás (spaszticitás vagy merevség).

Ha a vérkeringés károsodik, valamint bizonyos anyagcseretermékek (tej- és foszforsav), mérgező anyagok, alkohol, fáradtság vagy izomhőmérséklet csökkenés (például hosszan tartó hideg vízben való úszás során), kontraktúra léphet fel. hosszan tartó aktív izomösszehúzódás után fordulnak elő. Minél jobban károsodik az izomműködés, annál kifejezettebb a kontraktúra utóhatása (például a rágóizmok összehúzódása a maxillofacialis régió patológiájában). Mi a kontraktúra eredete? Úgy gondolják, hogy a kontraktúra az ATP koncentrációjának csökkenése miatt keletkezett az izomban, ami állandó kapcsolat kialakulásához vezetett a kereszthidak és az aktin protofibrillumok között. Ebben az esetben az izom elveszíti rugalmasságát és kemény lesz. A kontraktúra megszűnik, és az izom ellazul, amikor az ATP-koncentráció eléri a normál szintet.

Az olyan betegségekben, mint a myotonia, az izomsejtek membránja olyan könnyen izgat, hogy még enyhe irritáció is (például tűelektróda bevezetése az elektromiográfia során) izomimpulzusok kisülését okozza. A spontán AP-k (fibrillációs potenciálok) az izom denervációját követő első szakaszban is rögzítésre kerülnek (amíg a tétlenség az izom atrófiájához vezet).

A váz-, szív- és simaizomzat fizikai és élettani tulajdonságai

A morfológiai jellemzők alapján három izomcsoportot különböztetünk meg:

1) harántcsíkolt izmok (vázizmok);

2) simaizom;

3) szívizom (vagy szívizom).

A harántcsíkolt izmok funkciói:

1) motor (dinamikus és statikus);

2) a légzés biztosítása;

3) utánzás;

4) receptor;

5) letétbe helyezés;

6) hőszabályozó.

A simaizom funkciói:

1) nyomás fenntartása az üreges szervekben;

2) a nyomás szabályozása az erekben;

3) az üreges szervek kiürítése és tartalmuk előmozdítása.

A szívizom működése– pumpáló helyiség, amely biztosítja a vér mozgását az ereken keresztül.

A vázizmok élettani tulajdonságai:

1) ingerlékenység (alacsonyabb, mint az idegrostban, amit az alacsony membránpotenciál magyaráz);

2) alacsony vezetőképesség, körülbelül 10-13 m/s;

3) refrakteritás (hosszabb ideig tart, mint az idegrost);

4) labilitás;

5) kontraktilitás (a feszültség lerövidítésének vagy fejlesztésének képessége). Kétféle rövidítés létezik:

a) izotóniás összehúzódás (hossza változik, tónus nem változik);

b) izometrikus kontrakció (a tónus a rosthossz változása nélkül változik). Vannak egyszeri és titáni összehúzódások. Egyszeri összehúzódások egyetlen irritáció hatására, a titáni összehúzódások pedig egy sor idegimpulzus hatására következnek be;

6) rugalmasság (feszülés kialakulásának képessége nyújtáskor).

A simaizmoknak ugyanazok a fiziológiai tulajdonságaik, mint a vázizmoknak, de megvannak a maguk sajátosságai is:

1) instabil membránpotenciál, amely az izmokat állandó részleges összehúzódás állapotában tartja - tónus;

2) spontán automatikus tevékenység;

3) összehúzódás a nyújtás hatására;

4) plaszticitás (csökkenő nyúlás a nyúlás növekedésével);

5) nagy érzékenység a vegyszerekre.

A szívizom élettani jellemzőiő az automatizmus. A gerjesztés időszakosan előfordul magában az izomban előforduló folyamatok hatására. A szívizom bizonyos atipikus izomterületei, amelyek myofibrillumokban szegények és szarkoplazmában gazdagok, képesek automatizálni.

A vázizomzat szerkezeti felépítése. A vázizomzat sok izomrostból áll, amelyeknek a csontokhoz kapcsolódási pontjai vannak, és egymással párhuzamosan helyezkednek el. Minden izomrost (miocita) számos alegységet tartalmaz - miofibrillumot, amelyek hosszirányban ismétlődő blokkokból (szarkomerekből) épülnek fel. A szarkomer a vázizom összehúzó apparátusának funkcionális egysége. Az izomrostban lévő myofibrillumok úgy fekszenek, hogy a bennük lévő szarkomerek elhelyezkedése egybeesik. Ez keresztcsíkos mintát hoz létre.

Motoros egység. A vázizom funkcionális egysége az motoros egység (MU). Az MU izomrostok halmaza, amelyeket egy motoros neuron folyamatai beidegznek. Az egy motoros egységet alkotó rostok gerjesztése és összehúzódása egyidejűleg történik (amikor a megfelelő motoros neuron gerjesztődik). Az egyes motoros egységek egymástól függetlenül gerjeszthetők és összehúzhatók.

A DE tartalmazza:

1. idegsejt- főleg motoros neuronok, melyek testei a gerincvelő elülső szarvaiban fekszenek;

2. motoros neuron axon- mielin rostok;

3. izomrostok csoportja- a tevékenység típusától függően a rostok száma változó. Ha finom munka 2-4, ha durva - akár több ezer.

Sima izom aktint és miozin filamenteket tartalmaznak, amelyek kémiai jellemzői hasonlóak a vázizom aktin és miozin filamentumához. A simaizom azonban nem rendelkezik a vázizom összehúzódásának elindításához szükséges troponin komplexszel, ezért bennük az összehúzódás beindításának mechanizmusa más. Ezt a mechanizmust cikkünk későbbi részében részletesen tárgyaljuk.

Kémiai vizsgálatok kimutatták aktin és miozin filamentumok simaizomból kivont, nagyjából ugyanúgy kölcsönhatásba lépnek egymással, mint a vázizomzatban. Ezenkívül az összehúzódási folyamatot a kalciumionok aktiválják, és az összehúzódáshoz szükséges energiát az ATP ADP-vé való bomlása biztosítja.

Jelentős különbségek vannak azonban abban simaizom és vázizmok morfológiai szerveződése, valamint a gerjesztés és az összehúzódás összekapcsolásában, a kontraktilis folyamat kalciumionok általi kiváltásának mechanizmusában, a kontrakció időtartamában és az összehúzódáshoz szükséges energia mennyiségében.

A simaizom-összehúzódás morfológiai alapjai

Sima izom nem rendelkeznek az aktin és miozin filamentumok rendezett szerveződésével, amely a vázizmokban található, és „csíkozást” ad nekik. Elektronmikrofotográfiai technikák segítségével feltárjuk a szövettani szerveződést. Nagyszámú aktinszál látható, amelyek az úgynevezett sűrű testekhez kapcsolódnak. Ezen testek egy része a sejtmembránhoz kapcsolódik, mások a sejten belül oszlanak el. A szomszédos sejtek membránsűrűségű testei intracelluláris fehérjék hidaival kapcsolódnak egymáshoz. Ezeken a hidakon keresztül az összehúzódási erő főként egyik sejtről a másikra jut át.

Az izomrostokban A miozin filamentumok szétszórva helyezkednek el az aktin filamentumok között. Átmérőjük több mint kétszerese az aktinszálak átmérőjének. Az elektronmikroszkópos felvételeken az aktinszálak általában 5-10-szer nagyobb számban találhatók, mint a miozin filamentumok.

Az ábra egyetlen kontraktilis egység javasolt szerkezetét mutatja simaizomsejt belsejében, ahol két sűrű testből kiáramló aktinszálak nagy száma látható; ezen filamentumok végei átfedik a miozin filamentumot, amely a sűrű testek között középen helyezkedik el. Ez a kontraktilis egység hasonló a vázizom összehúzó egységéhez, de szerkezetének sajátos szabályossága nélkül. Lényegében a sűrű simaizomtestek ugyanazt a szerepet töltik be, mint a Z-korongok a vázizomzatban.

Van még egy különbség. A legtöbb miozin filamentum kereszthídjaik vannak úgynevezett laterális polaritással. A hidak a következőképpen vannak felszerelve: az egyik oldalon az egyik irányban vannak csuklósan, a másikon pedig az ellenkező irányba. Ez lehetővé teszi a miozin számára, hogy az egyik oldalon lévő aktinszálat az egyik irányba húzza, miközben egy másik aktinszálat a másik oldalon az ellenkező irányba tol. Ez az elrendeződés lehetővé teszi a simaizomsejtek számára, hogy a vázizomzatra jellemző 30%-nál kisebb rövidülés helyett hosszuk 80%-ával összehúzódjanak.

A legtöbb vázizom gyorsan összehúzódnak és ellazulnak, de a simaizom összehúzódások többnyire elhúzódó tónusos összehúzódások, amelyek néha órákig vagy akár napokig is tartanak. Ezért várható, hogy a simaizom morfológiai és kémiai jellemzői eltérjenek a vázizom megfelelő jellemzőitől. E különbségek közül néhányat az alábbiakban tárgyalunk.

Lassú ciklikus aktivitás a miozin átkel a hidakon. A simaizomban a vázizomzathoz képest a miozin kereszthidak ciklikus aktivitásának mértéke jóval alacsonyabb, i.e. azt a sebességet, amellyel az aktinhoz kötődnek, leválik az aktinról, és újra kapcsolódnak a következő ciklus befejezéséhez. Valójában a ciklus gyakorisága csak 1/10-1/300-a a vázizomban tapasztalt gyakoriságnak. A simaizomban azonban úgy vélik, hogy az a relatív idő, amely alatt a kereszthidak az aktinszálakhoz tapadva maradnak, lényegesen hosszabb, ami a kontrakciós erőt meghatározó fő tényező. A lassú kerékpározás lehetséges oka, hogy a kereszthídfejek ATPáz aktivitása a vázizomzathoz képest jóval alacsonyabb, ezért a kereszthídfejek mozgásának energiaforrása, az ATP pusztulási sebessége jelentősen lecsökken. ciklusuk ütemének megfelelő lassulása.