Айзек Азимов - Популярная анатомия. Строение и функции человеческого тела

Может показаться, что перетекание вперед золя при амебном движении – результат сокращения геля сзади. Именно сокращение может быть причиной движения ресничек и жгутиков. Как реснички, так и жгутики состоят из 11 тонких волосков, 9 из которых образуют кружок вокруг центральной пары. Одна теория относительно причины их движения состоит в том, что волоски сжимаются сначала с одной стороны от центра, а потом – с другой, изгибая всю структуру то назад, то вперед.

То, что сокращения обусловлены амебным движением и движениями ресничек, пока лишь предположение, но кажется вполне приемлемым, что способность к сокращению части целого основополагающее свойство животной клетки. Давайте вспомним, что почти в начале эволюции многоклеточной жизни образовались определенные клетки, которые, если можно так выразиться, посвящали свою жизнь исключительно сокращениям. Эти сокращения заметны и очевидны, и логично предположить, что подобная специализация не могла возникнуть из ничего, а представляет собой продолжение и развитие свойства, которое уже существовало, хотя и в несколько ослабленной форме, у клеток вообще.

Клетки, специализирующиеся на сокращении мышц, составляют те части тела, которые мы называем мышцами или мускулами, а отдельные клетки, соответственно, являются мышечными клетками. Слово «мышца», в соответствии с одной из теорий, происходит от латинского слова «мышка», потому что человек может заставить свои мышцы бугриться таким образом, что кажется, будто маленькая мышка бежит под кожей. Это несколько странное предположение, и по другой теории, которая мне нравится больше, это слово произошло от греческого выражения, смысл которого «окружать», поскольку слой мышц покрывает тело.

В человеческом организме есть несколько типов мышечной ткани, которые различаются по ряду признаков. Например, под микроскопом видно, что определенные мышцы состоят из волокон, по виду полосатых или бороздчатых, с чередованием более светлых и более темных полос. Это – полосатые мышцы. Другой тип мышц, у которых нет таких полос, – это гладкие мышцы. (Существует еще один тип мышц, совершенно непохожих ни на те, ни на другие, – это те, что составляют структуру сердца, но о них мы поговорим в другой главе.)

Именно полосатые мышцы были наиболее тщательно изучены. Под поляризованным освещением более темные полосы преломляют свет по-разному, в зависимости от направления светового луча. Если свойства каких-то структур изменяются в зависимости от направления светового луча, говорят, что они антизотропические (что по-гречески значит «поворачивающиеся неравномерно»), поэтому более темные полоски называются анизотропическими полосами или просто А-полосами. Более светлые полосы не изменяют свойств в зависимости от направления светового луча и являются изотропическими (что по-гречески значит «поворачивающиеся равномерно»), поэтому представляют собой I-полосы. А-полоса разделяется на две части топкой линией, называемой Н-диском (это сокращение происходит от фамилии Виктора Хенсена, немецкого анатома XIX века). Ниже середины каждой полосы проходит темная линия, которая называется Z-линия. Воспользовавшись электронным микроскопом, можно увидеть, что А-полоса состоит из группы широких волокон, а I-полоса – из группы тонких волокон, заякоренных к Z-линии. Когда мышечные волокна находятся в расслабленном состоянии, они перекрываются не полностью, и волокна прилегающей полосы не встречаются. Именно пробел между полосой волокон и представляет собой Н-диск.

Теперь перед нами картина движения. Нервный импульс достигает волокна, вызывая серию химических изменений, которые наряду с другими факторами высвобождают энергию. Изменения, видимые под электронным микроскопом, проясняют то, что происходит в результате. Волокна I-полосы медленно продвигаются друг к другу, таща за собой Z-линию, словно якорь. I-полосы встречаются друг с другом между волокнами А-полосы, уничтожая Н-диск.

Волокна А-полосы остаются по большей мере без изменений, так что, проще говоря, мускульные волокна в расслабленном состоянии – это вся длина темных полос плюс светлые полосы. Однако при сокращении – это только длина темных полос.

Что заставляет двигаться волокна I-полосы, пока точно не совсем установлено, но наиболее приемлема догадка, что на волокнах А-полосы имеются крошечные выступы, которые в определенных местах могут соединяться с волокнами I-полосы. Это соединение происходит под воздействием притока энергии, возникающей от химических изменений, вызванных нервным импульсом, мостик движется вперед (предположительно вследствие изменений в межмолекулярном притяжении), стягивая волокна I-полосы вместе. Затем он движется назад к новому соединению, и снова вперед. Процесс повторяется снова и снова, точно некий храповой механизм.