БИОЛОГИЯ Том 2 - руководство по общей биологии - 2004

18. ОПОРНО-ДВИГАТЕЛЬНАЯ СИСТЕМА ЖИВОТНЫХ

18.4. Мышечная система

18.4.3. Ультраструктура поперечнополосатых мышц

Понять механизм сокращения мышцы помогает исследование ее ультраструктуры в электронном микроскопе, который позволяет детально рассмотреть миофибриллы (рис. 18.17): их диаметр близок к 1 мкм (у волокна в 100 раз больше). Их пересекают темные полосы, которые и определяют исчерченность мышечного волокна. Более детальное изучение показывает, что миофибрилла образована параллельно проходящими нитями двух типов — тонкими и толстыми миофиламентами. Они состоят из разных белков: первые — из актина, вторые — из миозина. Местами тонкие миофиламенты заходят в промежутки между толстыми, как частично переплетенные пальцы двух ладоней. Эти участки перекрывания и соответствуют темным полосам, что тоже легко продемонстрировать на пальцах (рис, 18.16). Темные полосы принято называть зонами, или дисками А, а светлые между ними — зонами, или дисками I. В последних присутствуют только актиновые миофиламенты. В зоне А можно различить среднюю зону, где нет перекрывания, т. е, проходят лишь миозиновые нити. Ее называют зоной Н. Наконец, зона Н разделяется пополам линией М, а зона I — линией Z. Схематически эта структура представлена на рис. 18.17.

Рис. 18.17. Ультраструктура скелетного мышечного волокна.

Как выяснилось, функциональной единицей мышцы является способный сокращаться отрезок миофибриллы между линиями Z, названный саркомером. Миофибрилла, а, следовательно и мышечное волокно в целом, состоит из тысяч саркомеров. Разобравшись в том, как происходит сокращение одного из них, можно объяснить механизм сокращения всей мышцы.

На рис. 18.18 и 18.19 показано, как выглядят актиновые и миозиновые миофиламенты в электронном микроскопе.

Рис. 18.18. Продольный срез мышечного волокна рыбы (плотвы) в электронном микроскопе. Видны триады и детали строения миофибрилл, х7650.

Рис. 18.19. Поперечный срез сократившейся летательной мышцы насекомого (водного клопа белостомы) в электронном микроскопе. Происхождение поперечных мостиков объясняется в тексте. Миозиновые и акты новые миофиламенты расположены упорядоченно. Тонкие а к типовые нити окружают толстые миозиновые, как ребра правильного шестигранника его ось. В каждом ряду тонкие нити чередуются с толстыми, что видно и на продольных срезах (рис. 18.17 и 18.18; х137 000).