Tkanka mięśniowa: cechy, funkcje, typy, komórki mięśniowe, choroby
Tkanka mięśniowa odpowiada za koordynację ruchów i skurczów ciała. Tworzą ją komórki, które mają zdolność do kurczenia się, zwane miocytami. Jest to obfita tkanka i u ludzi stanowi nieco mniej niż połowę całej masy.
Istnieją trzy rodzaje tkanki mięśniowej, które różnią się głównie cechami komórkowymi i ich położeniem. Są to mięśnie szkieletowe, mięśnie gładkie i mięsień sercowy.
Główna funkcja tkanki mięśniowej jest związana z ruchem, zarówno dobrowolnym, jak i mimowolnym.
Kieruje zarówno ruchami kończyn i tułowia, jak i ruchami narządów wewnętrznych (rozszerzenie naczyń, zwężenie naczyń, ruchy jelit, przełyku, żołądka itp.). Kieruje również ruchami komórek serca w rytmicznych uderzeniach.
Funkcje
Mięśnie są tkankami, które mają zdolność pobudzenia i reagują na szereg bodźców, takich jak między innymi zmiany ciśnienia, ciepła, światła. Ta tkanka jest odpowiedzialna za ruch organizmów. Mięśnie charakteryzują się właściwościami kurczliwości, rozciągliwości i elastyczności.
Mięśnie składają się z prawie 80% wody, która odgrywa istotną rolę w skurczu i zapewnia odpowiednie podłoże dla jonów nieorganicznych i związków organicznych obecnych w tkance. Białka, które go zawierają, są typu kurczliwego: aktyny, miozyny i tropomiozyny.
Funkcje
Ruch jest uważany za własność żywych istot i może występować na różne sposoby.
Wszystkie żywe komórki wykazują ruch składników wewnątrzkomórkowych, ameby (jak kilka organizmów jednokomórkowych) mogą badać swoje środowisko poprzez ruch, a niektóre organizmy mają rzęski i wici, które umożliwiają ich ruch.
W najbardziej złożonych organizmach wielokomórkowych ruch jest koordynowany przez wyspecjalizowaną tkankę: mięśniową. Z tego powodu główną funkcją związaną z tkanką mięśniową jest poruszanie się i ruch, w tym między innymi funkcje związane z trawieniem, reprodukcją, wydalaniem.
Typy
U kręgowców istnieją trzy typy komórek mięśniowych, które stanowią od 60 do 75% całkowitej masy ciała. Są mięśnie szkieletowe, mięśnie gładkie i mięsień sercowy. Następnie opiszemy szczegóły każdego z nich:
Mięśnie szkieletowe
Nazywany jest również mięśniami prążkowanymi lub dobrowolnymi, ponieważ te struktury mogą być świadomie mobilizowane przez zwierzę. Komórki są wielojądrowe i rozmieszczone wzdłużnie. W następnej sekcji opiszemy szczegółowo ten układ.
Mięśnie szkieletowe uczestniczą w ruchach ciała. Każdy mięsień jest bezpośrednio dołączony do dwóch lub więcej kości za pomocą tkanki łącznej. Gdy mięsień kurczy się, kości poruszają się wokół stawu, który je trzyma.
Z całkowitej masy zwierzęcia mięsień prążkowany odpowiada około 40%. U ludzi stwierdzono, że u płci żeńskiej udział mięśni poprzecznie prążkowanych jest niższy.
Jednostki tworzące ten system są utworzone z aktyny, miozyny i tropomiozyny. Wśród tych trzech najobficiej występujących białek jest miozyna, która znajduje się w filamentach pierwotnych. Aktynę można znaleźć w drugorzędnych włóknach i tropomiozynie w prążkach I.
Mięśnie gładkie
Drugi rodzaj tkanki mięśniowej to mięśnie gładkie, charakteryzujące się brakiem rozstępów i mimowolnością. Ten rodzaj mięśni jest częścią ścian narządów wewnętrznych, takich jak przewód pokarmowy, drogi oddechowe, pęcherz moczowy, żyły, tętnice, między innymi narządami.
Jak możemy się domyślić, nie jesteśmy w stanie dobrowolnie poruszyć naszych wnętrzności ani skurczyć żył, tak jak robimy to z naszymi kończynami. Możesz poruszać ramieniem, ale nie modulować ruchów jelit, więc ten mięsień jest mimowolny.
W linii bezkręgowców występuje podobny rodzaj mięśni gładkich i są one nazywane włóknami paramiozynowymi. Znajdujemy je w mięczakach i innych grupach.
Skurcz mięśni gładkich kurczy się znacznie wolniej niż skurcz, ale skurcze są dłuższe.
Mięsień sercowy
Mięsień sercowy występuje wyłącznie w sercu. Składa się z wielojądrowych włókien prążkowanych, przypominających mięśnie szkieletowe w kilku aspektach. Włókna są w trybie syncytium, ale nie łączą się ze sobą.
W przeciwieństwie do mięśni szkieletowych, serce generuje ATP tlenowo i wykorzystuje kwasy tłuszczowe do jego wytworzenia (a nie glukozy).
Mięśnie te specjalizują się w rytmicznym reagowaniu na bodźce, aby bić serce. Podobnie jak mięsień gładki, jest unerwiony przez układ autonomiczny, dlatego jest to mimowolny mięsień.
Porównując, mięsień sercowy przypomina strukturę mięśni gładkich i jest mimowolny jak mięśnie prążkowane.
Mięśnie fazowe i toniczne
W ciele kręgowców mięśnie mają dwa rodzaje układów mięśni fazowych i tonicznych. Pierwsze mają wstawki w strukturach i działają w parach antagonistycznych.
Mięśnie toniczne znajdują się w miękkich narządach, takich jak serce, pęcherz moczowy, przewód pokarmowy i ściany ciała. Nie mają pochodzenia ani insercji porównywalnych z mięśniami fazowymi.
Komórki mięśniowe
Każdy mięsień jest utworzony przez zestaw komórek zwanych włóknami mięśniowymi lub miocytami zorganizowanych równolegle z ich sąsiadami. Taka struktura umożliwia równoległe działanie wszystkich włókien.
Aby odnieść się do komórek mięśni, używamy terminu „włókno”, ponieważ są one znacznie dłuższe niż szerokie. Powinniśmy jednak unikać mylenia się z innymi rodzajami samych włókien, takimi jak na przykład włókna kolagenowe.
Komórki tkanki mięśniowej mają własną nomenklaturę: cytoplazma jest znana jako sarkoplazma, błona komórkowa jako sarkolemma, gładka siateczka endoplazmatyczna jest gładką siateczką sacharoplazmatyczną, a jednostką funkcjonalną jest sarcomere.
W zależności od rodzaju mięśni komórki różnią się kształtem i liczbą jąder. Najbardziej notoryczne różnice to:
Komórki mięśni poprzecznie prążkowanych
Komórki, które są częścią mięśnia prążkowanego, mają średnicę między 5 a 10 um, podczas gdy długość może sięgać kilku centymetrów.
Ta niewiarygodna wielkość może być wyjaśniona, ponieważ każda komórka pochodzi z wielu komórek embrionalnych zwanych mioblastami, które łączą się, tworząc dużą i wielojądrową strukturę. Ponadto komórki te są bogate w mitochondria.
Struktura i organizacja
Te wielojądrzaste jednostki nazywane są miotubami. Jak sama nazwa wskazuje, struktura zawiera wiele rurek w jednej błonie plazmatycznej i różnicuje się w dojrzałe włókno mięśniowe lub włókniak.
Każde włókno mięśniowe składa się z wielu podjednostek zgrupowanych równolegle zwanych miofibrylami, które z kolei są tworzone przez szereg podłużnie powtarzanych elementów zwanych sarkomerami.
Sarkomery są jednostkami funkcjonalnymi mięśnia prążkowanego, a każdy z nich jest ograniczony końcami przez tak zwaną linię Z.
„Prążkowany” wygląd mięśnia pojawia się, ponieważ miofibryle włókna mięśniowego są utworzone przez sarkomery ustawione w bardzo dokładny sposób, uzyskując pasmowy wygląd w świetle mikroskopu optycznego.
Pasma są tworzone przez białka kurczliwe. Ciemne są tworzone głównie przez miozynę (głównie), a jasne przez aktynę.
Komórki mięśni gładkich
Anatomicznie, mięsień gładki składa się z komórek w kształcie wrzeciona o długich komórkach o ostrych krawędziach i jądrze zlokalizowanym w regionie centralnym.
Chociaż są one również utworzone przez białka aktyny i miozyny, brakuje im rozstępów i kanalików lub gałęzi.
Komórki mięśnia sercowego
Podobnie jak komórki mięśni gładkich, komórki mięśnia sercowego mają kilka jąder, chociaż są komórki, które mają tylko jedno. Są krótsze niż mięśnie szkieletowe.
Jeśli chodzi o ich morfologię, są wydłużone i mają wiele konsekwencji. Końce komórki są tępe. Są bogate w mitochondria, granulki glikogenu i lipofuscynę. Patrząc pod mikroskopem, zaobserwujemy wzór rozstępów podobny do rozstępów mięśni szkieletowych.
Choroby tkanki mięśniowej
Istnieje kilka warunków, które wpływają na mięśnie człowieka. Wszystkie te warunki mają wpływ na poruszanie się - ponieważ główną funkcją mięśni jest służenie ruchowi.
Termin miopatia jest używany do opisania zestawu objawów, które wynikają z pierwotnej zmiany w tkance mięśni poprzecznie prążkowanych. Nazywany jest również zespołem miopatycznym. Oznacza to, że termin odnosi się do każdego stanu pierwotnego iw szerszym znaczeniu może być również stosowany do każdego uszkodzenia mięśni.
Najważniejsze choroby i schorzenia, które wpływają na tkankę mięśniową to:
Dystrofia mięśniowa
Dystrofia mięśniowa Duchenne'a jest stanem spowodowanym zaburzeniem genetycznym o charakterze recesywnym, które jest związane z chromosomem płci X. Przyczyną jest mutacja w genie, która koduje dystrofinę, powodując jej brak w mięśniu. Dystrofia mięśniowa dotyka jednego dziecka na każde 3500.
Co ciekawe, pod względem wielkości gen dystrofiny jest jednym z największych znanych, z 2, 4 Mb i matrycowym RNA 14 kB. W zależności od występującej mutacji dystrofia może być mniej lub bardziej poważna.
Główną funkcją zdrowej dystrofiny w mięśniu jest struktura, ponieważ łączy ona filamenty aktynowe wewnątrz komórek z białkami znajdującymi się w błonie komórkowej. Ruch i siła miofibryli są przekazywane przez to białko do białek błony, a następnie do przestrzeni pozakomórkowej.
Choroba charakteryzuje się oddziaływaniem na wszystkie mięśnie, powodując u nich osłabienie, a także zanik mięśni. Pierwsze objawy pojawiają się zwykle w kończynach ciała. W miarę postępu choroby pacjenci muszą być transportowani na wózkach inwalidzkich.
Rabdomioliza
Rabdomioliza jest patologią spowodowaną martwicą (patologiczną śmiercią komórek) mięśni. W szczególności nie jest to choroba, ale zespół, który może być związany z wieloma przyczynami: nadmiarem wysiłku, infekcjami, intoksykacją między innymi narkotykami i alkoholem.
Gdy komórki umierają, różne substancje, które w normalnych warunkach można znaleźć w komórkach mięśniowych, są uwalniane do krążenia krwi. Najczęściej uwalnianymi substancjami są fosfokinaza kreatynowa i mioglobina.
Eliminacja tych nietypowych związków z krwi może polegać na dializie lub filtracji krwi.
Myasthenia gravis
Termin myasthenia gravis ma swoje początki w języku łacińskim i greckim, i oznacza „poważne osłabienie mięśni”. Jest to przewlekła patologia autoimmunologiczna, która wpływa na mięśnie szkieletowe ciała, powodując utratę ich siły.
W miarę postępu choroby słabość staje się bardziej widoczna. Wpływa na mięśnie, które uczestniczą w podstawowych codziennych czynnościach, takich jak między innymi ruch oczu, żucie, mówienie, połykanie jedzenia.
Zapalenie mięśni
Inflacja mięśni jest określana jako zapalenie mięśni. Przyczyny tego zapalenia są bardzo zróżnicowane, od urazów po choroby autoimmunologiczne. Istnieją dwie główne kategorie tego stanu zapalnego: zapalenie wielomięśniowe i zapalenie skórno-mięśniowe.
Pierwszy z nich powoduje znaczne osłabienie mięśni u pacjenta i wpływa na mięśnie zlokalizowane w okolicy brzucha i tułowia. Natomiast druga patologia, oprócz powodowania osłabienia mięśni, wpływa na skórę.
Stwardnienie zanikowe boczne
Stwardnienie zanikowe boczne, choroba Lou Gehriga lub choroba Charcota jest stanem typu nerwowo-mięśniowego, który pojawia się, gdy komórki układu nerwowego umierają stopniowo, powodując paraliż mięśni. W dłuższej perspektywie choroba ta powoduje śmierć pacjenta.
Choroba występuje częściej u starszych mężczyzn. Stephen Hawking był wybitnym fizykiem i prawdopodobnie najbardziej znanym pacjentem ze stwardnieniem zanikowym bocznym.
Urazy i zapalenie ścięgien
Nadmierne używanie mięśni może powodować choroby, które wpływają na zdolność lokomotoryczną pacjenta. Zapalenie ścięgna jest stanem, który zwykle dotyka stawów i występuje z powodu nadmiernego i wymuszonego użycia stawów, takiego jak nadgarstki.
