Мышечные клетки

Мышечные клетки (Миоциты)
Строение мышечной клетки: 1) Аксон 2) Нервно-мышечный синапс 3) Мышечная клетка (миоцит) 4) Миофибрилла
Детали
Латинское название	Myocytus
Идентификаторы
Код	TH[1] H2.00.05[2]
Анатомические термины

Мы́шечные клетки, или Миоци́ты — особый тип клеток основной части мышечной ткани. Мы́шечные клетки — тип ячеек, обнаруженых в мышечной ткани. Миоциты длинные, трубчатые клетки, которые развиваются из миобластов в виде мышц — процесс, известный и как считается существуют различные специализированные формы миоцитов: сердечной, скелетныхи гладких мышечных клеток, обладающих различными свойствами. Поперечнополосате клетки сердечной и скелетных мышц называют мышечным волокнам. Кардиомиоциты являются мышечными волокнами, которые образуют камеры сердца и одного центрального ядра. Скелетные мышечные волокна помогают поддерживать и двигать тело и, как правило, имеют периферийные ядра.Scott, W; Stevens, J; Binder-Macleod, SA (2001). "Human skeletal muscle fiber type classifications.". Physical Therapy 81 (11): 1810–1816. PMID 11694174. Гладкомышечные клетки контролируют непроизвольные движения, такие как перистальтику сокращений в пищеводе и желудке.

Типы мышечных клеток (миоцитов):

• миоциты сердечной мышцы (кардиомиоциты), помимо прочего, генерируют электрические импульсы, задающие сердечный ритм.

• миоциты скелетной и гладкой мускулатуры.

Терминология

В связи с весьма необычным строением мышечной клетки для её описания цитологами была создана специальная терминология. Каждому из особых терминов, относящихся к мышечной клетке, соответствует аналог, использующийся для описания обычных клеток.

Мышечная клетка	Другие клетки
саркоплазма	цитоплазма
саркоплазматический ретикулум	гладкий эндоплазматический ретикулум
саркосома	митохондрия
сарколемма	клеточная мембрана или плазматическая мембрана

Саркоплазма находится в цитоплазме мышечного волокна. Большая часть саркоплазмы наполнена миофибриллами, представляющие собой длинные белковые шнуры состоящие из миофиламентов. Саркоплазма состоит из гликогена, полисахарида из мономеров глюкозы, которая обеспечивает энергией клетки с повышенной нагрузкой, и миоглобина, красный пигмент, которого хранит кислород необходимый для мышечной деятельности. Существует три типа миофиламентов (Миофибрилла — нитевидная структура, состоящая из саркомеров. Каждый саркомер имеет длину около 2 мкм и содержит два типа белковых филаментов: тонкие миофиламенты из актина и толстые филаменты из миозина.):

• Толстые нити, состоящие из белковых молекул, называемые миозином. В исчерченных мышечных группах, эти темные нити составляют группу.
• Тонкие нити состоят из белковых молекул, называемых актином. В исчерченных мышечных группах, эти светлые нити составляют полосу.
• Эластичные нити состоят из титина, большого пружинистово белка; эти нити закрепляют толстые Филаменты ((нитевидное образование, нить), общее название внутриклеточных цитоплазматических фибриллярных (нитеподобных) белковых структур.) к Z-диску.

Вместе эти миофиламентs работают по созданию мышечного сокращения.

Формирование из миобластов

Myoblast — клетка, которая путем слияния с другими миобластами рождает мышечныхе трубочки, которые со временем развиваются в скелетные мышечные волокна. Термин иногда используется для всех клеток узнаваемый как непосредственные предшественники скелетных мышечных волокон. Альтернативно, термин зарезервирован для тех пост-митотических клеткок, способные на слияние клеток, другие называют предполагаемого слияние миобластов.

Скелетные мышечные волокна создаются при слиянии миобластов; мышечные волокна поэтому имеют несколько ядер (каждое ядро-родом из одного myoblasta). Слияние миобластов является специфической для скелетных мышц (например, двуглавой мышцы плеча), а не сердечной мышцы или гладкой мускулатуры.

В миобластах скелетной мышцы, где не образуются мышечные волокна происходят превращения обратно в myosatellite клеток. Эти клетки-спутники остаются прилегающими к скелетной мышце волокна, расположенного между сарколеммой и базальной мембраной в эндомизий (соединительная ткань, которая разделяет инвестиции мышечных пучков на отдельные волокна). Чтобы повторно активировать процесс считается, что спутниковые клетки должны быть стимулированы к дифференциации в новых волокон.

Миобласты и их производные, в том числе и клетки-спутники, теперь могут быть созданы в лабораторных условиях путем направленной дифференциации из стволовых плюрипотентных клеток

Дрова-2 en:FERMT2 (FERMT2 является компонентом внеклеточного матрикса (внеклеточный матрикс составляет основу соединительной ткани, обеспечивает механическую поддержку клеток и транспорт химических веществ. Кроме того, клетки соединительной ткани образуют с веществами матрикса межклеточные контакты (гемидесмосомы, адгезивные контакты и др.), которые могут выполнять сигнальные функции и участвовать в локомоции клеток (локомоции — перемещение животных (в том числе человека) в пространстве (в водной среде, воздушной среде, по твердой поверхности, в плотной среде), обусловленное их активными действиями. Локомоция играет важную роль в жизни животных: в отличие от большинства растений, они могут передвигаться для поиска пищи или для спасения от хищников). Так, в ходе эмбриогенеза многие клетки животных мигрируют, перемещаясь по внеклеточному матриксу, а отдельные его компоненты играют роль меток, определяющих путь миграции.) конструкций в клетках млекопитающих и необходим для правильного контроля клеточного изменение формы.) играет роль в развитии удлинения клеток. Это считается.

Рост мышечных волокон

Рост мышечных волокон.

Мышечные волокна растут при растяжении и сжатии. Это объясняется тем, что упражнения стимулируют рост миофибрилл , которые увеличивают общий размер мышечных клеток. Это осуществлятся, когда мышцы могут не только добавить увеличением размеров, но также при развитии большего количества митохондрий, миоглобина, гликогена и увеличении плотности капилляров. Однако мышечные клетки не могут производить новые клетки, и в результате мы имеем меньшее количество мышечных клеток у взрослых, чем новорожденных.

Движение миоцитов (мышечных клеток)

Движение миоцитов.

При желании, тонкие и толстые филаменты скользят относительно друг друга с помощью аденозинтрифосфата. Это распространяется на Z диски в процессе сближения друг к другу, называемое механизмом раздвижения. Сокращение всех саркомеров проявляетя в сужении всего мышечного волокна. Это сокращение миоцитов инициируется потенциалом действия через клеточные мембраны из миоцитов. Потенциал действия использует поперечные канальцы, чтобы добраться от поверхности внутрь миоцитов, который является непрерывным в пределах клеточной мембраны.

Саркоплазматического reticula (специализированный эндоплазматический ретикулум (ЭПР — эндоплазматическая сеть (ЭПС) — внутриклеточный органоид эукариотической клетки, представляющий собой разветвлённую систему из окружённых мембраной уплощённых полостей, пузырьков и канальцев.) мышечных клеток поперечнополосатых мышц.), которые являются мембранными мешками, которые представляют поперечные канальцы на ощупь, но остаются отделёнными от них. Они закутываются вокруг каждого саркомера и заполнены с Ca²⁺. Возбуждение миоцитов вызывает деполяризацию его синапсов, нервно-мышечных узлов, которая вызывает потенциал действия. С особого нервно-мышечного соединения, каждое мышечное волокно получает входные сигналы только от одного из соматических эфферентных нейронов. Потенциал действия в соматических эфферентных нейронах приводит к высвобождению нейротрансмиттера ацетилхолина.

Когда ацетилхолин высвобождается, он диффундирует через синапс и связывается с рецептором на сарколемме, термин, уникальный для мышечных клеток, который относится к клеточной мембране. Это инициирует импульс, передаваемый через сарколеммы.

Когда потенциал действия достигает саркоплазматического ретикулума это вызывает высвобождение Ca²⁺ из Ca²⁺ — каналов. Потоки Ca²⁺ из саркоплазматического ретикулума в саркомере с обеих ее нитей. Это приводит нити до начала сползания и саркомеры становятся короче. Это требует большого количества АТФ, когда он используется в обоих вложениях и выхода головы каждого миозина. Очень быстро Ca²⁺ активно транспортируется обратно в саркоплазматический ретикулум, который блокирует взаимодействие между тонкой и толстой нитью. Это в свою очередь заставляет мышечную клетку отдохнуть.

Виды сокращения

Виды сокращения мышц.

Все виды произвольных движений — ходьба, мимика, движения глазных яблок, глотание, дыхание и т. п. осуществляются за счёт скелетных мышц. Непроизвольные движения (кроме сокращения сердца) — перистальтика желудка и кишечника, изменение тонуса кровеносных сосудов, поддержание тонуса мочевого пузыря — обусловлены сокращением гладкой мускулатуры. Работа сердца обеспечивается сокращением сердечной мускулатуры.

Основные виды сокращений:

• Изотоническое,
• Изометрическое,
• Ауксотоническое,
• Поддерживающее,
• Удар, остановка в упоре (например, бокс).

Источник энергии для сокращения

Для сокращения мышцы используется энергия гидролиза АТФ, но мышечная клетка имеет крайне эффективную систему регенерации запаса АТФ, так что в расслабленной и работающей мышце содержание АТФ примерно равно. Фермент фосфокреатинкиназа катализирует реакцию между АДФ и креатинфосфатом, продукты которой — АТФ и креатин. Креатинфосфат содержит больше запасённой энергии, чем АТФ. Благодаря этому механизму при вспышке активности в мышечной клетке падает содержание именно креатинфосфата, а количество универсального источника энергии — АТФ — не изменяется. Механизмы регенерации запаса АТФ могут различаться в зависимости от парциального давления кислорода в окружающих тканях (см. Анаэробные организмы).

Механизм регуляции

В основном в регуляции мышечной активности участвуют нейроны, но есть случаи, когда сокращением гладкой мускулатуры управляют и гормоны (например, адреналин и окситоцин). Сигнал о сокращении можно разделить на несколько этапов:

• От клеточной мембраны до саркоплазматического ретикулума,

Воздействие медиатора, выделившегося из мотонейрона, вызывает потенциал действия на клеточной мембране мышечной клетки, который передаётся далее с помощью специальных впячиваний мембраны, называемых Т-трубочками, которые отходят от мембраны внутрь клетки. От Т-трубочек сигнал передаётся саркоплазматическому ретикулуму — особому компартменту из уплощенных мембранных пузырьков (эндоплазматической сети мышечной клетки), окружающих каждую миофибриллу. Этот сигнал вызывает открытие Ca²⁺-каналов в мембране ретикулума. Обратно ионы Ca²⁺ попадают в ретикулум с помощью мембранных кальциевых насосов — Ca²⁺-АТФазы.

• От выделения ионов Ca²⁺ до сокращения миофибрилл,

Механизм сокращения мышц с учётом тропонина и тропомиозина

Для того, чтобы контролировать сокращение, к актиновому филаменту прикрепляется белок тропомиозин и комплекс из трёх белков — тропонин (субъединицы этого комплекса называются тропонинами T,I и C). Тропонин C — близкий гомолог другого белка, кальмодулина. Через каждые семь субъединиц актина расположен только один тропониновый комплекс. Связь актина с тропонином I перемещает тропомиозин в положение, мешающее связи миозина с актином. Тропонин C связывается с четырьмя ионами Ca²⁺ и ослабляет действие тропонина I на актин, и тропомиозин занимает положение, не препятствующее связи актина с миозином. Источником энергии для сокращения мышечных волокон служит АТФ. При связывании тропонина с ионами кальция активируются каталитические центры для расщепления АТФ на головках миозина. За счет ферментативной активности головок миозина гидролизуется АТФ, расположенный на головке миозина, что обеспечивает энергией изменение конформации головок и скольжение нитей. Освобождающиеся при гидролизе АТФ молекула АДФ и неоргани­ческий фосфат используются для последующего ресинтеза АТФ. К миозиновой головке присоединяется новая молекула АТФ. При этом происходит разъединение поперечного мостика с нитью актина. Повторное прикрепление и отсоединение мостиков продол­жается до тех пор, пока концентрация кальция внутри миофибрилл не снизится до подпороговой величины. Тогда мышечные волокна начинают расслабляться.

Существуют четыре основных различных типов сокращения мышц:

• подергивание,
• лестницы,
• столбняк,
• изометрические/изотонические.

Дергание, сжатие — это процессы ранее описанные, у которых имееься единственный стимул сигналов для одного сокращения. Дергание при сужении, когда длина сужения может варьироваться в зависимости от размера мышечной клетки. Во время лестницы (или суммирования) мышцы начинаются не с максимальной эффективностью; вместо этого они достигают увеличение силы сжатия из-за повторяющихся раздражителей.Столбняк предполагает устойчивое сокращение мышц из-за серии Рапид (ускоренная система) раздражителей, которые могут продолжаться до усталости мышц. Изометрические сокращения являются сокращениями скелетных мышц, которые не вызывают движение мышц. Однако в силу изотонического состояния скелетные мышцы получают схватки, которые вызывают движение.

Специализированные кардиомиоциты, расположенных в синоатриальном узле, отвечают за генерацию электрических импульсов, которые контролируют сердце в случаях лестницы, столбняка и изометрических/изотонических сокращений. Дергание, сжатие — это процесс, ранее описанный, в котором присутствует единственный стимул сигналов для одного сокращения. В дергаии сужения и длина сужения может варьироваться в зависимости от размера мышечной клетки. Во время лестницы (или суммирования) мышцы начинают не с максимальной эффективностью; вместо этого они достигают увеличения силы сжатия из-за повторяющихся раздражителей. Столбняк предполагает устойчивое сокращение мышц из-за серии Рапид раздражителей, которые могут продолжаться до усталости мышц. Изометрические состояния являются для скелетных мышечных сокращений, которые не вызывают движения мышц. Однако изотонический раствор вызывает у скелетных мышц схватки, которые вызывают движение.

Специализированных кардиомиоцитов, расположенных в синоатриальном узле, отвечают за генерацию электрических импульсов, которые контролируют состояние сердца.

См. также

• Биологическая клетка

Ссылки

• Структура мышечных клеток[3]
• Миоциты (Мышечные клетки) [4]