Движение в многоклеточных организмов является одной из основных функций тела
, которая ясно демонстрирует разделение труда между специализированными клетками. Уже у кишечнополостных, а вслед за ними и у всех более высокоорганизованных животных, встречаются клетки с увеличенным содержанием волокон сократительного белка, которые получили название МЫШЕЧНЫХ. Обычно они имеют вытянутую форму, а их концы тем или иным способом закрепляются в окружающих тканях так, что когда они сокращаются, то неизбежно смещают одни части относительно других.
В таких высокоорганизованных животных, как членистоногие, моллюски и позвоночные животные, мышечные клетки заполнены сократительным белковым комплексом - АКТИНО-миозина. Строение мышечных клеток широко варьирует у разных типов животных и даже в разных органах одного и того же животного. Наиболее простые клетки имеют веретенообразную форму, где молекулы сократительного белка ориентированы главным образом параллельно оси клетки (под обычным микроскопом их можно лишь с большим трудом отличить от цитоплазмы). До этого простого типа мышечных клеток относятся клетки гладких мышц, образующих стенки кишечной трубки и кровеносных сосудов.
Более сложное строение имеют клетки поперечно-полосатых, или Скелетные мышцы. Они получили свое название потому, что в многоядерных клетках этих мышц заметна поперечная полосатость - в виде светлых и темных полос (дисков), чередуются. При более детальном рассмотрении (рис. 9) можно увидеть, что волокна АКТИНУ и миозин образуют высокоорганизованную шестигранную структуру, которая в продольном направлении состоит из отдельных единиц - саркомера (рис. 9). В центре каждого саркомера находится группа толстых миозинових волокон (А-диск, темный), между которыми с обеих сторон вдвигаются на некоторое расстояние тонкие актиновые волокна. Остаточная часть актиновых волокон проходит в свободной от миозина области саркомера (И-диск, светлый) и прикрепляется к границам между саркомерами (Z-пластинки). При всуванни актиновых волокон в промежуток между миозиновои волокнами и происходит сокращение мышцы. Осуществляется такое сокращение относительно быстро. Поэтому эти мышцы, кроме позвоночных, встречаются еще и в колоколах медуз, у кольчатых червей, моллюсков, особенно головоногих, и членистоногих.
Сердце позвоночных животных образовано мышечной тканью особого типа - сердечная мышца, волокна которого разветвляются и многократно контактируют друг с другом. По своему строению и свойствам он напоминает одновременно и гладкие и поперечнополосатые мышцы.
Для того, чтобы мышца сократилась, ему нужен определенный сигнал. Такие сигналы им приносят нервы. В месте контакта нерва с мышечным волокном являются так называемые Заключительные ДВИЖУЩИЕ ПЛАСТИНКИ (рис. 10). Через них нервный импульс попадает на мышечное волокно и вызывает его сокращение.
Если отдельные мышечные клетки способны только сокращаться, то совокупности этих клеток, образующих мышцы, способные выполнять различные механические движения и развивать различные усилия на протяжении более или менее длительное время. Поскольку мышцы являются эластичной тканью, они в известной степени свойства резины. Поэтому в спокойном состоянии они сохраняют стабильную длину, а при растяжении сопротивляются силе, что на них действует. Частично этими упругими свойствами мышцы обязаны клеточным оболочкам и тонким слоям соединительной ткани, которые покрывают мышечные волокна, расположенные параллельно. Однако некоторые гладкие мышцы способны время от времени менять свою длину и в состоянии покоя.
У многих животных, включая позвоночных, является трубчатые органы, такие как пищеварительный тракт и кровеносные сосуды. Чтобы эти органы лучше функционировали, их стенки должны находиться в состоянии некоторого мышечного напряжения, в так называемом тонус. В соответствии с активности органа и потребностей организма степень такого напряжения постоянно меняется. Одной эластичности соединительной ткани для этого недостаточно, поскольку зачастую есть потребность в изменении отверстия трубчатого органа. Поэтому гладкие мышечные клетки располагаются слоями, которые чередуются - кольцевыми и продольными. Их медленные, но устойчивые сокращения служат для поддержания тонуса мышечной стенки при любом размере отверстия трубки. Мышцы, которые способны находиться в постоянном напряжении, зовут Тонические, а состояние их длительного сокращения называют Мышечный тонус.
У позвоночных животных гладкие мышцы обычно участвуют в образовании стенок пищеварительного тракта, стенок дыхательных путей, таких как трахея и бронхи, стенок кровеносных сосудов, а также стенок мочевого пузыря. У млекопитающих прямо под кожей расположены маленькие гладкие мышцы, которые прикрепляются к основанию каждого волоса и могут поднимать ее, увеличивая толщину волосяного покрова.
Поперечнополосатые мышцы работают иначе. Их основной функцией является выполнение очень сложных двигательных актов, которые позволяют животному быстро перемещаться. Эти мышцы, возбуждаясь от нервов, к ним подходят, способны сокращаться целиком на протяжении каких-то долей секунды. Так же быстро они способны и расслабляться, что позволяет при необходимости осуществлять быстрые мерцающие сокращения. Их способность периодически сокращаться и расслабляться и лежит в основе таких сложных движений, как плавание, бег и полет. Крылья маленьких птиц, например колибри, могут двигаться со скоростью 50 махов в секунду. Быстрые движения крыльев насекомых (до нескольких сотен махов в секунду) обеспечивается особым типом мышечной ткани. Эти мышцы, которые называют Фибриллярные, связанные с грузом, который имеет упругие и инерционные свойства и представлен в насекомых крыльями и хитиновым панцирем (их внешним скелетом).
Отдельные волокна поперечнополосатых мышц сокращаются однозначно - либо полностью, либо совсем не сокращаются. Эта реакция по принципу "все или ничего" является результатом такого строения волокна, которая обеспечивает его полное сокращение каждый раз, когда оно получает соответствующий стимул от нервной клетки. Мышца в целом, поскольку он состоит из многих отдельных мышечных волокон, имеет большое количество степеней сокращения. Каждое волокно руководствуется принципом "все или ничего", но сокращаются они не одновременно. Мышцы обычно группируются в пучки (рис. 9), имеющие в различных мышцах разную величину. Каждая такая группа может сокращаться самостоятельно. Поэтому они и способны как к слабым движений, так и очень энергичных, сильных, как, например, работают мышцы рук наших.