Funkcje układu mięśniowego:

  • umożliwienie wykonywania ruchów kończyn,
  • umożliwienie funkcjonowania narządów wewnętrznych,
  • zapewnienie stałej cyrkulacji krwi w organizmie (skurcze mięśnia sercowego oraz mięśni w ścianach tętnic).

Rodzaje tkanki mięśniowej:

1. Tkanka mięśniowa gładka - występuje u wszystkich zwierząt trójwarstwowych, w rozwoju zarodkowym rozwija się z mezodermy. Jest zbudowana w komórek o wrzecionowatym kształcie, zawierających jedno jądro, położone centralnie. Średnica tych komórek waha się w granicach od 5 do 10 mm, a długość od 20 mm (w ścianach tętnic) do 600 mm (w ścianach macicy ciężarnych samic dużych ssaków). Komórki tkanki mięśniowej gładkiej układają się w rodzaj błony mięśniowej, a wolne przestrzenie występujące pomiędzy nimi są wypełnione przez tkankę łączną wiotką. Tkanka mięśniowa gładka uczestniczy w budowie ścian przewodu pokarmowego, pęcherza moczowego, żył, tętnic i wielu innych narządów wewnętrznych. Zadaniem omawianej tkanki jest wywieranie ciśnienia przestrzeń wewnątrz narządu, którego ściany współtworzy. Szybkość skurczu mięśni gładkich jest niewielka i niezależna od woli zwierzęcia. Mięśnie gładkie mogą pracować przez bardzo długi czas, bowiem niewielkie tempo i siła skurczów nie wywołuje szybkiego zmęczenia.

2. Tkanka mięśniowa poprzecznie prążkowana - buduje głównie układ mięśniowy, aktywnie uczestniczący w ruchach zwierzęcia. Komórki budujące ten rodzaj tkanki mięśniowej (mioblasty) już w trakcie rozwoju zarodkowego zlewają się tworząc wielojądrowe syncytia. Syncytia szybko się rozrastają i tworzą ostateczne włókna mięśniowe. Średnica włókna waha się w granicach od 10 do 150 mm, natomiast ich długość dochodzi nawet do 20 000 mm. Włókna mięśniowe są ułożone równolegle do siebie. Skurcz mięśni poprzecznie prążkowanych jest silny, szybki i zależny od woli zwierzęcia, mięśnie te są mogą się więc szybko męczyć. Tworzą one tzw. brzuśce mięśni szkieletowych i są za pomocą ścięgien połączone z układem kostnym, dzięki czemu zwierzę może się przemieszczać.

3. Tkanka mięśnia sercowego - jest utworzona przez włókna mięśniowe zawierające jedno lub dwa jądra komórkowe i u ludzi mają one średnicę ok. 30 mm, a długość 200 mm. Komórki te mogą się widlasto rozgałęziać. Szczególną cechą omawianej tkanki mięśniowej jest to, że może się samoistnie i rytmicznie kurczyć, nawet wtedy, gdy połączenia nerwowe ulegną zniszczeniu. Jest to możliwe dzięki istnieniu tzw. układu przewodzącego serca. Komórki budujące tkankę mięśnia sercowego nie męczą się, są bowiem bardzo dobrze zaopatrzone w tlen i niezbędne składniki odżywcze.

Organizacja włókien mięśniowych.

Wnętrze włókien mięśni poprzecznie prążkowanych wypełnione jest bardzo dużą ilością pęczków miofibrylli. Pęczki te są okryte rozbudowanymi błonami retikulum endoplazmatycznego, nazywanego w tym przypadku siateczką sarkoplazmatyczną. Między poszczególne cysterny siateczki wnikają tzw. kanaliki T, posiadające połączenie z błoną plazmatyczną całego włókna (sarkolemą). W ich wnętrzu znajdują się znaczne ilości jonów wapnia odgrywających istotną rolę w procesie skurczu mięśnia. Miofibrylle ułożone są bardzo regularnie i tworzą układy heksagonalne. Można w nich wyróżnić obszary o wysokiej koncentracji aktyny (prążki jasne, I, filamenty cienkie) oraz obszary o wysokiej koncentracji miozyny (prążki ciemne, A, filamenty grube). w każdym włókienku kurczliwym można wyróżnić włókien pojedyncze jednostki strukturalno-czynnościowe. Są nimi sarkomery. Na pojedynczy sarkomer składa się połowa jednego prążka I, cały prążek A oraz połowa następnego prążka I, ograniczone dwiema błonami Z.

Aktyna oraz miozyna należą do grupy białek biorących aktywny udział w skurczach komórek mięśniowych.

Mechanizm skurczu mięśnia.

Skurcz mięśni jest powodowany przez jednoczesne skracanie się wszystkich sarkomerów. Bezpośrednią przyczyną tego zjawiska jest zmiana kształtu białek budujących filamenty grube. Filamenty cienkie - aktynowe wślizgują się głębiej pomiędzy filamenty miozynowe, przy czym żadne z nich nie zmieniają swojej długości. Na skurcz całego mięśnia składają się jednoczesne skurcze szeregu włókien mięśniowych. Jednym z sygnałów rozpoczynających skurcz mięśnia jest napływ jonów wapnia do komórek mięśniowych. Jony wapnia oddziałując z białkami pomocniczymi budującymi filamenty umożliwiają zrywanie dotychczasowych i utworzenie nowych połączeń pomiędzy filamentami. Jony wapnia wnikają do wnętrza włókien mięśniowych z kanalików T, w chwili kiedy ma się rozpocząć skurcz mięśnia. Niezbędna jest również energia, pozyskiwana przez komórki mięśniowe z cząsteczek ATP (adenozyno-5'-trifosforan), generowanych w mitochondriach podczas utleniania glukozy. Adenozyno-5'-trifosforan wiąże się do cząsteczek miozyny, co powoduje zmianę kształtu tego białka, istotną dla procesu kurczenia się mięśni.

Sygnał do skurczu komórek mięśniowych.

Początkiem każdego skurczu komórek mięśni poprzecznie prążkowanych jest odpowiedni impuls elektryczny. Impuls ten jest przekazywany do komórek mięśniowych poprzez komórki mięśniowe. Sygnał z zakończeń komórek nerwowych powoduje powstanie potencjału czynnościowego w obrębie błony komórek mięśniowych. Pobudzenie elektryczne rozprzestrzenia się w bardzo krótkim czasie do kanalików poprzecznych, sięgających do błon komórkowych każdej z miofibryli. Pobudzenie dociera wreszcie do retikulum endoplazmatycznego, we wnętrzu którego znajdują się znaczne ilości wapnia. Zmiana potencjału błon komórek mięśniowych powoduje otworzenie kanałów wapniowych i napływ jonów tego pierwiastka do wnętrza komórki. Jony wapniowe oddziałują ze wspomnianymi białkami pomocniczymi i dochodzi do skurczu mięśnia.

Kurczenie się mięśnia sercowego zachodzi pod wpływem impulsów generowanych w komórkach zlokalizowanych w obrębie tylnej ściany przedsionka prawego. Komórki te często określa się mianem rozrusznika serca. Generują one impulsy elektryczne niezależnie od układu nerwowego przekazują je w cyklicznych odstępach do komórek mięśnia.

Współpraca układu mięśniowego i szkieletowego.

Połączenie pomiędzy mięśniami i kośćmi jest możliwe dzięki obecności ścięgien. Ścięgna zbudowane są z nierozciągliwych włókien, ściśle przylegających do siebie. Ścięgna nie mogą się rozciągać i dlatego siła generowana podczas skurczu mięśni jest przenoszona bezpośrednio na układ kostny. Każdy miesień spowodować ruch kości tylko w jednym, określonym kierunku. Właśnie dlatego każdemu mięśniowi zginającemu przypisany jest mięsień prostujący; wywołują one ruchy przeciwstawne.

Zmęczeniem mięśnia nazywamy stan, kiedy komórki mięsni szkieletowych są przez dłuższy czas pobudzone i przestają reagować na kolejne pobudzenia.