Tkanka mięśniowa i nerwowa

Zdolność do ruchu, przejawiająca się m.in. poprzez zmianę kształtu, przemieszczanie organelli, stanowi jedną z najbardziej podstawowych cech każdej żywej komórki. W organizmach wielokomórkowych ta pierwotna właściwość uległa niezwykłej specjalizacji, dając początek tkance mięśniowej, której komórki są przystosowane do wykonywania skoordynowanych skurczów. To właśnie dzięki nim możliwe jest nie tylko przemieszczanie się organizmu w przestrzeni, ale także precyzyjna praca narządów wewnętrznych warunkujących przeżycie. Jednak aby ten skomplikowany aparat wykonawczy mógł działać sprawnie i reagować na zmienne warunki środowiska, musi on ściśle współpracować z tkanką nerwową. Pełni ona rolę nadrzędnego systemu kontroli, który poprzez odbieranie bodźców i błyskawiczne przesyłanie impulsów elektrycznych, dyryguje pracą mięśni. Dopiero integracja siły mechanicznej mięśni oraz informacyjnego potencjału neuronów pozwala na zachowanie homeostazy i sprawne funkcjonowanie całego organizmu. 

Tkanka mięśniowa

Tkanka mięśniowa odpowiada za wykonywanie wszelkich ruchów organizmu, związanych z poruszaniem się, utrzymaniem ciała w pozycji pionowej, pompowaniem krwi czy przesuwaniem zawartości przewodu pokarmowego. Zbudowana jest z komórek mięśniowych tzw. włókien mięśniowych, zdolnych do aktywnego skurczu. Skurcze tkanki mięśniowej są możliwe dzięki współpracującym ze sobą białkom: aktynie i miozynie, obecnym w cytoplazmie komórki. Istnieją trzy rodzaje tkanek mięśniowych: gładka, poprzecznie prążkowana szkieletowa oraz poprzecznie prążkowana serca.

Tkanka mięśniowa prążkowana

Tkanka mięśniowa prążkowana

Budują ją komórki lub włókna mięśniowe. Komórki mięśniowe są podstawową jednostką morfologiczną i funkcjonalną mięśnia sercowego kręgowców oraz mięśni lokomotorycznych wielu bezkręgowców. Włókna mięśniowe mają budowę syncytium, które powstaje w wyniku połączenia się wielu niezróżnicowanych komórek – mioblastów – i zawierają wiele jąder komórkowych. Pełnią głównie funkcje lokomotoryczne.

W obrazie mikroskopowym tkanki mięśniowej prążkowanej widoczne są ciemne i jasne prążki powstałe w wyniku naprzemiennego ułożenia włókienek aktyny i miozyny. Prążek ciemny i sąsiadujące z nim dwie połówki prążka jasnego tworzą sarkomer – jednostkę strukturalną i funkcjonalną aparatu kurczliwego komórek i włókien mięśniowych.

Wyróżnia się dwa rodzaje tkanki mięśniowej prążkowanej: tkankę mięśniową poprzecznie prążkowaną, występującą u kręgowców i bezkręgowców, oraz tkankę mięśniową skośnie prążkowaną, charakterystyczną dla niektórych bezkręgowców (głównie pierścienic i mięczaków).

Do tkanki mięśniowej poprzecznie prążkowanej kręgowców należą tkanka mięśniowa szkieletowa i tkanka mięśniowa sercowa.

Tkanka mięśniowa szkieletowa

Tkanka mięśniowa szkieletowa

Zbudowana jest z długich, unerwionych włókien mięśniowych (u człowieka dochodzących do kilkudziesięciu centymetrów), którym towarzyszą tzw. komórki satelitowe uczestniczące w procesach wzrostu i regeneracji mięśni. Buduje mięśnie szkieletu i pełni głównie funkcje lokomotoryczne. Tworzy także język, początkowy odcinek przełyku oraz odbytnicy, tworzy mięsień okrężny oka i ust oraz mięśnie przepony.

R1APFF4wcnYzg

Zdjęcie spod mikroskopu świetlnego przedstawia tkankę mięśniową prążkowaną w mięśniu strzałkowym długim człowieka, występującym w kończynie dolnej w powiększeniu dwustukrotnym. Włókna mięśniowe są ułożone poziomo, równolegle do siebie, pomiędzy nimi znajdują się jądra komórkowe w owalnym kształcie i fioletowym kolorze. Pomiędzy włóknami znajdują się białe przestwory oraz pomarańczowe, podłużne włókno z dwoma różowymi okręgami wewnątrz.

Tkanka mięśniowa sercowa

Tkanka mięśniowa sercowa

Tworzą ją komórki mięśniowe serca (kardiocyty), które u człowieka mają długość ok. 100 µm i średnicę 15–20 µm. Podobnie jak włókna tkanki mięśniowej szkieletowej kardiocyty zawierają włókienka aktynowe i miozynowe umożliwiające skurcz mięśnia sercowego, który jest niezależny od woli. Zapoczątkowują go specjalne komórki zwane kardiocytami rozrusznikowymi. Komórki tkanki mięśniowej sercowej są połączone tzw. wstawkami – mechanicznymi połączeniami zapewniającymi integralność narządu oraz połączeniami komunikacyjnymi umożliwiającymi rozprzestrzenianie się impulsu skurczowego.

R1UAlBzGjp8yQ

Na zdjęciu spod mikroskopu świetlnego znajduje się tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana serca – włókna mięśniowe poprzecznie prążkowane serca w powiększeniu czterystukrotnym. Włókna mięśniowe są podłużne, różowe, równoległe do siebie. Na powierzchni niektórych z nich widoczne są okrągłe jądra komórkowe oraz różowe punkty położone koło siebie wzdłuż włókna.

Tkanka mięśniowa gładka

Tkanka mięśniowa gładka

Jest zbudowana z wydłużonych komórek charakteryzujących się brakiem prążkowania. Aparat kurczliwy tworzą białkowe włókienka aktynowe i miozynowe (mechanizm skurczu jest więc podobny do mechanizmu w tkance mięśniowej prążkowanej, ale włókienka ułożone są nieregularnie, nie dając obrazu prążkowania) oraz tzw. gęste elektronowo ciałka i taśmy (obszary zakotwiczenia włókienek aktynowych).

R4k70mZTTsEF8

Zdjęcie spod mikroskopu świetlnego przedstawia tkankę mięśniową gładką człowieka w powiększeniu dwustukrotnym. Włókna mięśniowe są ułożone równolegle do siebie, pomiędzy nimi znajdują się jądra komórkowe w owalnym kształcie i fioletowym kolorze oraz białe przestrzenie.

Cechą charakterystyczną komórek tkanki mięśniowej jest obecność włókienek (filamentów) białkowych tworzących tzw. aparat kurczliwy. U zwierząt tkankowych istnieją dwie odmiany tkanki mięśniowej – prążkowana i gładka, różniące się budową i funkcją.

Tkanka nerwowa

Tkanka nerwowa umożliwia reakcje na bodźce – pochodzące zarówno ze środowiska zewnętrznego, jak i z wnętrza organizmu – odbierając, przetwarzając i przesyłając informacje w postaci impulsów nerwowych. Zawiera komórki nerwowe zwane neuronami, wyspecjalizowane w przewodzeniu impulsów nerwowych, oraz komórki glejowe (glej, neuroglej). Te ostatnie zwiększają szybkość przewodzenia impulsów, odżywiają neurony oraz izolują je od innych tkanek i narządów. Ponadto uczestniczą w regeneracji tkanki nerwowej, uzupełniając miejsca po uszkodzonych neuronach.

R150FxSzEgK3O1

Zdjęcie przedstawia neuron piramidowy z kory mózgowej człowieka pod mikroskopem świetlnym, w powiększeniu czterdziestokrotnym. Neuron jest to długa struktura rozszerzająca się w górze, od której odchodzą w boki cienkie, długie rozgałęzienia.

Neuron jest zbudowany z ciała komórki (perykarionu) zawierającego jądro i odchodzących od niego dwóch rodzajów wypustek: licznych dendrytów oraz jednej długiej zwanej aksonem, często otoczonej osłonką mielinową. Funkcją dendrytów jest odbieranie bodźców i przekazywanie ich do ciała komórki nerwowej. Następnie informacja ta trafia do kolejnej komórki nerwowej lub efektora za pomocą aksonu. Przewodzenie impulsów z neuronu do kolejnego neuronu zachodzi dzięki wytwarzaniu substancji przekaźnikowej (neuroprzekaźnika).

Pod względem morfologicznym neurony dzieli się na jednobiegunowe (występuje tylko akson), dwubiegunowe (jeden akson i jeden dendryt) i wielobiegunowe (jeden akson i wiele dendrytów).

Tkanka nerwowa umożliwia reakcje na bodźce – pochodzące zarówno ze środowiska zewnętrznego, jak i z wnętrza organizmu – odbierając, przetwarzając i przesyłając informacje w postaci impulsów nerwowych. Zawiera komórki nerwowe zwane neuronami, wyspecjalizowane w przewodzeniu impulsów nerwowych, oraz komórki glejowe (glej, neuroglej). Te ostatnie zwiększają szybkość przewodzenia impulsów, odżywiają neurony oraz izolują je od innych tkanek i narządów. Ponadto uczestniczą w regeneracji tkanki nerwowej, uzupełniając miejsca po uszkodzonych neuronach.

RoDoeQHinyfAa

Zdjęcie mikroskopowe przedstawia tkankę nerwową, a konkretnie neuron ruchowy rdzenia kręgowego. Na środku zdjęcia znajduje się ciało komórki o znacznej wielkości z ciemniejszą strukturą w centralnej części. Na boki odchodzą cienkie i długie struktury, czyli dendryty. Neuron ma fioletową barwę, a dookoła znajdują się liczne małe i okrągłe jądra komórkowe.

Podsumowanie

• Tkanka mięśniowa odpowiada za wszelkie formy ruchu organizmu, utrzymanie postawy ciała oraz pracę narządów wewnętrznych, takich jak serce czy przewód pokarmowy.

• Podstawową jednostką strukturalną tej tkanki są komórki mięśniowe, nazywane włóknami mięśniowymi, które mają zdolność do aktywnego skurczu.

• Mechanizm skurczu opiera się na oddziaływaniu dwóch białek obecnych w cytoplazmie: aktyny i miozyny.

• Tkanka mięśniowa gładka buduje ściany narządów wewnętrznych (np. naczyń krwionośnych, żołądka) i charakteryzuje się brakiem widocznego prążkowania.

• Komórki tkanki gładkiej mają wrzecionowaty kształt, jedno centralnie położone jądro i pracują niezależnie od woli człowieka.

• Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana szkieletowa buduje mięśnie szkieletowe i charakteryzuje się bardzo długimi, wielojądrowymi włóknami.

• Włókna szkieletowe wykazują pod mikroskopem regularne prążkowanie, a ich skurcz jest szybki i całkowicie zależny od woli.

• Sarkomer to podstawowa jednostka funkcjonalna aparatu kurczliwego w tkankach prążkowanych, składająca się z naprzemiennie ułożonych włókienek aktyny i miozyny.

• Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana serca składa się z widlasto rozgałęzionych komórek (kardiocytów), które łączą się ze sobą za pomocą wstawek.

• Wstawki to wyspecjalizowane połączenia komórkowe, które zapewniają mechaniczną trwałość serca i umożliwiają szybkie przesyłanie impulsu skurczowego między komórkami.

• Mięsień sercowy pracuje rytmicznie i niezależnie od woli, a jego skurcze są inicjowane przez specjalne komórki rozrusznikowe.

• Tkanka mięśniowa wykazuje związek budowy z funkcją poprzez nagromadzenie mitochondriów, które dostarczają energię niezbędną do intensywnej pracy mechanicznej.

• Tkanka nerwowa tworzy układ nerwowy człowieka, w tym ośrodkowy układ nerwowy (mózgowie i rdzeń kręgowy) oraz obwodowy układ nerwowy (nerwy i zwoje nerwowe rozproszone w całym organizmie).

• Neuron składa się z ciała komórki (perykarionu), które jest centrum metabolicznym, oraz dwóch rodzajów wypustek: dendrytów i aksonu.

• Dendryty to liczne, krótkie i rozgałęzione wypustki, natomiast akson (neuryt) jest pojedynczą, długą wypustką często otoczoną osłonką mielinową.

• Rozgałęzione dendryty zwiększają powierzchnię odbierania bodźców, co pozwala na sprawne zbieranie informacji z otoczenia lub innych komórek.

• Długi akson umożliwia przesyłanie sygnałów elektrycznych na duże odległości, co pozwala na błyskawiczną komunikację między odległymi częściami ciała.

• Komórki glejowe są zróżnicowane morfologicznie, mniejsze od neuronów i zachowują zdolność do podziałów przez całe życie.

• Obecność neuroprzekaźników na zakończeniach aksonu umożliwia chemiczne przekazanie impulsu do kolejnego neuronu lub mięśnia.

• Wytwarzanie osłonek mielinowych przez komórki glejowe izoluje aksony, co drastycznie zwiększa szybkość przewodzenia impulsów nerwowych.

• Ścisłe przyleganie komórek glejowych do neuronów pozwala im pełnić funkcje podporowe, odżywcze (pośredniczenie w transporcie z krwi) oraz ochronne (fagocytoza patogenów).

Ćwiczenia utrwalające