Гладкие мышцы отличаются от поперечно-полосатых мышц прежде всего своей клеточной структурой и механизмами управления : гладкие мышцы образованы веретенообразными одноядерными клетками без поперечной исчерченности и сокращаются независимо от нашей воли, тогда как скелетные поперечно-полосатые мышцы состоят из длинных многоядерных волокон с отчетливой поперечной исчерченностью, и мы двигаем ими сознательно. Сердечная мышца, которая, хотя и поперечно-полосатая, также сокращается непроизвольно, также классифицируется как поперечно-полосатая ткань.
Суммируя
- Строение: гладкое – небольшие веретенообразные клетки с одним центральным ядром; скелетное – длинные цилиндрические волокна с множеством ядер, расположенных под клеточной мембраной.
- Поперечная исчерченность: В скелетных мышцах сократительные белки образуют правильные саркомеры, видимые как поперечная исчерченность; в гладких мышцах они расположены нерегулярно.
- Контроль: гладкие мышцы подчиняются вегетативной нервной системе и гормонам (непроизвольная работа), скелетные – соматической нервной системе (произвольная работа).
- Работа: гладкие мышцы сокращаются медленно, но долго и экономично; скелетные мышцы – быстро и сильно, но быстрее устают.
Три типа мышечной ткани – где проходит граница?
В человеческом организме существует три типа мышечной ткани: гладкая , скелетная и сердечная . Вопрос «гладкая мышца против поперечно-полосатой мышцы» обычно сводится к сравнению гладкой и скелетной мышц, поскольку это наиболее разные типы. Сердечная мышца сочетает в себе характеристики обеих групп: она имеет поперечную исчерченность, как скелетная мышца, но функционирует автоматически, как гладкая мышца.
Структура клетки: веретенообразные клетки против многоядерных волокон
Клетка гладкой мышцы имеет веретенообразную форму — утолщена в середине и сужается к концам. Она содержит одно ядро, расположенное в центре. Клетки расположены слоями и плотно соединены между собой, что позволяет всему слою сокращаться как единое целое.
Скелетные мышцы состоят из мышечных волокон — очень длинных цилиндрических структур, образующихся в процессе эмбрионального развития в результате слияния множества клеток. Поэтому одно волокно содержит от десятков до сотен ядер, расположенных на периферии, непосредственно под клеточной мембраной. Клетки сердечной мышцы меньше по размеру, разветвлены, имеют одно или два центральных ядра и соединены друг с другом посредством интердигитации .
Откуда берутся поперечные полосы и почему в гладких мышцах их нет?
Оба типа мышц сокращаются благодаря одним и тем же основным белкам – актину и миозину . Разница заключается в их расположении. В поперечно-полосатых мышцах филаменты образуют повторяющиеся сегменты, называемые саркомерами . Чередование более светлых и более темных полос создает характерный рисунок поперечной исчерченности под микроскопом.
Гладкая мышца лишена саркомеров. Филаменты расположены под углом и закреплены в так называемых плотных тельцах, поэтому клетка выглядит однородной под микроскопом — отсюда и название «гладкая». Сигнал сокращения также различен: в обоих случаях он запускается ионами кальция, но в скелетных мышцах кальций связывается с тропонином , а в гладкой мышце — с кальмодулином .
Контроль: произвольные и непроизвольные мышцы
Скелетные мышцы иннервируются соматической нервной системой . Каждое волокно получает сигнал от двигательного нейрона через нервно-мышечное соединение, поэтому мы можем точно контролировать, когда и насколько сильно они сокращаются — при ходьбе, разговоре или моргании.
Гладкие мышцы подчиняются вегетативной нервной системе , а также гормонам и веществам местного действия. Мы не можем сознательно напрягать или расслаблять их. Поэтому они перемещают пищу по кишечнику, изменяют диаметр кровеносных сосудов и бронхов и сужают зрачок без нашего вмешательства.
Скорость сокращения и утомление
Скелетные мышцы сокращаются быстро и сильно , но быстро устают во время интенсивных физических нагрузок – отсюда необходимость перерывов во время тренировок. Гладкие мышцы реагируют медленнее, но могут поддерживать сокращение (напряжение) в течение длительного времени с небольшими затратами энергии. Это сохранение энергии имеет важное значение, например, для стенок кровеносных сосудов, которые поддерживают определенное напряжение покоя на протяжении всей жизни.
Где находятся гладкие мышцы, а где — поперечно-полосатые?
Гладкие мышцы находятся в стенках внутренних органов: пищеварительного тракта, кровеносных сосудов, дыхательных путей, мочевого пузыря, матки и репродуктивного тракта, а также в глазу (мышцы радужной оболочки) и в коже (столбчатые мышцы, отвечающие за «мурашки»).
Скелетные мышцы прикрепляются к костям и обеспечивают движение скелета, но они также образуют язык, лицевые мышцы и диафрагму. Интересный пример — пищевод: его верхняя часть содержит поперечно-полосатую мышцу, а нижняя — гладкую. Сердечная мышца находится исключительно в сердце.
Сравнительная таблица: гладкие и поперечно-полосатые мышцы
| Характерный | Гладкие мышцы | Поперечно-полосатые скелетные мышцы | Сердечная мышца |
|---|---|---|---|
| Форма клетки | веретенообразный | Длинное цилиндрическое волокно | Разветвленная клетка |
| Яички | Один, центральный | Много, по периметру | Один или два, центральные |
| Поперечная исчерченность | Недостаток | Прозрачные (саркомеры) | Прозрачные (саркомеры) |
| Контроль | Непроизвольные (автономная система, гормоны) | Зависимость от воли (соматическая система) | Недобровольный |
| Кальцийсвязывающий белок | Кальмодулин | Тропонин | Тропонин |
| Судорога | Бесплатно, долговечно, экономично | Быстрый, сильный, короткий | Ритмичный, непрерывный |
| Событие | Стенки внутренних органов и сосудов | Мышцы, прикрепленные к костям, языку, диафрагме. | Сердце |
Как определить тип мышц на микроскопическом препарате
На уроке биологии или на выпускном экзамене достаточно проверить три вещи:
- Видны ли поперечные полосы? Отсутствие поперечных полос указывает на наличие гладкой мышцы.
- Сколько ядер в клетке и где они расположены? Много ядер на краю волокна — в скелетных мышцах; одно или два в центре клетки — в сердечных или гладких мышцах.
- Ветвятся ли клетки и соединяются ли они с вставочными структурами? Да, это сердечная мышца.
Часто задаваемые вопросы (FAQ)
Сердечная мышца гладкая или поперечно-полосатая?
Сердечная мышца поперечно-полосатая — она имеет саркомеры, как и скелетная мышца. Она отличается от скелетной мышцы тем, что работает непроизвольно, а её клетки разветвлены, имеют одно или два центральных ядра и соединены между собой переплетениями.
Почему в поперечно-полосатых мышцах несколько ядер?
Волокна скелетных мышц образуются в процессе эмбрионального развития в результате слияния множества клеток-предшественников. Каждая клетка вносит свой вклад в виде ядра, поэтому зрелое волокно является многоядерным, при этом ядра расположены под клеточной мембраной.
Возможно ли сознательно напрягать гладкие мышцы?
Нет. Гладкие мышцы контролируются вегетативной нервной системой и гормонами, поэтому их сокращение не зависит от нашей воли. Мы сознательно контролируем только скелетные мышцы.
Какие мышцы устают быстрее?
Скелетные мышцы быстрее устают, особенно во время интенсивных физических нагрузок. Гладкие мышцы сокращаются медленнее, но могут поддерживать напряжение в течение длительного времени с минимальными затратами энергии.
В какой части тела одновременно находятся оба типа мышц?
Хороший пример — пищевод: его верхняя стенка состоит из поперечно-полосатой мышцы, а нижняя — из гладкой. В глазу мышцы, приводящие в движение глазное яблоко, являются скелетными, а мышцы радужной оболочки — гладкими.
См. также
- В чём разница между быстросокращающимися и медленносокращающимися мышцами?
- В чём разница между кровеносной и лимфатической системами?
- В чём разница между животной и растительной клеткой?
- В чём разница между артериями и венами?