Базовые физиологические свойства
Гладкая мускулатура кардинально отличается от поперечнополосатой по своим электрофизиологическим параметрам. Для этой ткани характерна крайне низкая возбудимость и очень длительное возбуждение. Скорость проведения нервного импульса здесь минимальна, как и общая лабильность (способность ткани ритмично и без искажений реагировать на поступающие стимулы).
Одиночное сокращение гладкого миоцита возникает медленно и имеет большую продолжительность. Несмотря на это, оно достигает значительной силы. Это имеет колоссальное функциональное значение для организма: именно такая биомеханика позволяет длительно и без утомления поддерживать тонус стенок полых органов (например, желудка, желчного пузыря, мочевого пузыря). Кроме того, способность генерировать большую силу сокращения абсолютно необходима для обеспечения адекватной запирательной функции различных сфинктеров пищеварительного и мочеполового трактов.
Особенности проведения возбуждения
В отличие от скелетных мышц, гладкая мускулатура не подчиняется закону изолированного проведения возбуждения. Импульс не остается строго в пределах одного мышечного волокна. Он беспрепятственно и достаточно быстро для масштабов ткани передается на соседние клетки.
Эта передача осуществляется контактным путем через специализированные щелевые соединения — нексусы. Благодаря такому морфологическому строению, вся мышечная оболочка полого органа объединяется в функциональный синцитий. Именно поэтому гладкая мышца подчиняется закону «Все или ничего»: она возбуждается как единое целое в ответ на пороговый раздражитель. Напомним, что скелетная мышца в целом этому закону не подчиняется, так как состоит из изолированных моторных единиц.
Пластический тонус и реакция на растяжение
Важнейшим уникальным свойством гладкой мускулатуры является пластический тонус, или просто пластичность. Это способность мышечной ткани сохранять новую длину, приданную ей в результате медленного растяжения, причем без существенного изменения внутреннего напряжения стенки.
Значение пластичности огромно: она позволяет полым органам медленно наполняться содержимым без резкого повышения внутриорганного давления. Для сравнения, скелетная мускулатура обладает упругостью — при любом растяжении она стремится немедленно вернуться к своей исходной длине.
Характер реакции гладкой мышцы на механическое растяжение напрямую зависит от скорости этого процесса:
- Медленное растяжение: ярко проявляется пластичность (орган растягивается без ответного сокращения, адаптируясь к объему).
- Быстрое растяжение: выступает как адекватный раздражитель. Оно мгновенно вызывает мощное сокращение мышечной оболочки, что приводит к быстрому опорожнению органа в ответ на его стремительное наполнение.
Автоматизм и химическая чувствительность
Гладким мышцам внутренне присущ автоматизм — уникальная способность к спонтанному, самопроизвольному возбуждению и сокращению без воздействия каких-либо внешних раздражителей (в том числе нервных). Важно отметить, что базовый тонус и ритмические сокращения сохраняются даже при полной денервации, то есть при физическом разрушении нервных связей с центральной нервной системой.
Кроме того, гладкие миоциты отличаются повышенной химической чувствительностью. В то время как скелетные мышцы активируются и сокращаются исключительно под воздействием поступающих нервных импульсов, гладкая мускулатура работает гораздо сложнее. Ее сократительная активность регулируется совокупностью сразу трех факторов: собственным автоматизмом, нервными влияниями вегетативной нервной системы и воздействием разнообразных химических факторов (гормонов, метаболитов, медиаторов).
Коротко: ответы на вопросы по теме
Какой ион отвечает за инициацию сокращения в гладких миоцитах?
За инициацию сокращения в гладких миоцитах отвечают ионы кальция ($Ca^{2+}$). Под действием нервного импульса они поступают из внеклеточной среды (через кавеолы или каналы). В отличие от скелетных мышц, этот процесс протекает медленнее.
Какие сократительные белки образуют миофиламенты гладкой мышечной ткани?
Миофиламенты гладкой мышечной ткани образованы белками актином (тонкие филаменты) и миозином (толстые филаменты). В цитоплазме эти филаменты присутствуют в разобранном виде, а их сборка во временные миофибриллы происходит только на момент сокращения.
Каков молекулярный механизм расслабления гладкой мышцы?
Расслабление гладкой мышцы включает следующие этапы:
- Удаление кальция: активная откачка ионов $Ca^{2+}$ кальциевыми насосами.
- Дефосфорилирование: миозинфосфатаза (фосфатаза легких цепей миозина) отщепляет фосфат от миозина.
- Разрушение мостиков: постепенный разрыв связей между актином и миозином.
- Дезинтеграция толстых нитей: распад на фрагменты и отдельные молекулы миозина.
В результате клетка возвращается в исходное состояние, а временные миофибриллы исчезают.
Чтобы запомнить разницу реакций на растяжение, используйте правило: «Медленно тянешь — стенка привыкает (пластичность), резко дернешь — орган сокращает (опорожнение)».
Вопросы с занятий и экзамена
Почему гладкая мышца подчиняется закону «Все или ничего», а скелетная — нет?
В гладкой мышце волокна соединены щелевыми контактами (нексусами), поэтому возбуждение передается с клетки на клетку, и вся мышца реагирует как единое целое. В скелетной мышце волокна изолированы друг от друга.
Сохранятся ли сокращения желудка, если полностью перерезать подходящие к нему нервы?
Да, сокращения и тонус сохранятся. Это связано с тем, что гладкая мышечная ткань обладает автоматизмом — способностью к самопроизвольному возбуждению без команд от ЦНС.
В чем принципиальное отличие пластичности гладких мышц от упругости скелетных?
Скелетная мышца при растяжении работает как пружина (упругость), стремясь вернуться к исходной длине. Гладкая мышца при медленном растяжении сохраняет приданную длину без изменения внутреннего напряжения (пластичность).
Что ещё разобрать по теме
- Механизмы функционирования щелевых контактов (нексусов) при передаче возбуждения.
- Особенности применения закона «Все или ничего» в гладкой мускулатуре.
- Природа высокой химической чувствительности гладких миоцитов.
- Физиологическое значение запирательной функции сфинктеров желудочно-кишечного тракта.
Разберите тему целиком в курсе «Физиология»
Здесь — выжимка. В курсе — всё, что спрашивают на занятии и экзамене.
- Полная методичка по теме «Сокращение гладкой мышечной ткани» и ещё 4 085 страниц предмета
- Задания и тесты после каждой темы — как на коллоквиуме
- AI-тьютор ответит на вопрос по теме в любое время
- 112 видеоуроков по предмету
Другие темы раздела «Мышечное сокращение»
Бесплатные видеоуроки: физиологияКороткие уроки с конспектами — без регистрации.
Материал подготовлен преподавателями Школы Сеченова по учебной программе медицинских вузов. Носит образовательный характер.