Что общего у кишечника, матки, сосудов, мочевого пузыря? Все они имеют в своей стенке гладкую
мускулатуру, которая позволяет им быть в тонусе и сокращаться. Благодаря такому строению пища
может продвигаться по кишечнику, сосуды — регулировать свой диаметр (просвет) и влиять на кровяное
давление, матка — выталкивать плод, а мочевой пузырь — регулировать выведение мочи из организма.
Разбираемся, как это работает.
«Мускулатура мускулатуре рознь».
Гладкая мускулатура отличается по строению от скелетной (поперечно-полосатой) и сердечной мускулатуры. Чтобы понять принципы мышечного сокращения, рассмотрим строение скелетной и гладкой мускулатуры.
Ее основная сократительная единица — саркомер — похожа на цилиндр.
Такая мышечная ткань состоит из гладкомышечных клеток. Они имеют веретеновидную форму — с толстой серединой и тонкими концами. Клетки расположены параллельно друг другу так, что толстая средняя часть одной клетки прилежит к тонкому концу соседней клетки. Плотные контакты между клетками называются нексусами, благодаря им обеспечивается передача сигналов от клетки к клетке.
Сократительные белки — актин и миозин — располагаются внутри каждой гладкомышечной клетки. Они ориентированы вдоль ее длины или в косом направлении. В отличие от скелетной мускулатуры, здесь белки актин и миозин располагаются менее упорядоченно. Поэтому у гладкой мускулатуры под микроскопом нет поперечной исчерченности.
Совокупность гладкомышечных клеток образует гладкомышечную ткань, которая выстилает внутренние органы и кровеносные сосуды, поддерживая давление, а также обеспечивая опорожнение полых органов.
Еще одно принципиальное отличие скелетной мускулатуры от гладкой — это регуляция сокращений. Поперечно-полосатая мускулатура находится под контролем центральной нервной системы, поэтому человек может осознанно контролировать ее, например, согнуть руку. А гладкая мускулатура управляется вегетативной нервной системой, на которую воля человека не влияет. То есть кишечник и матка будут сокращаться вне зависимости от того, хотим мы этого или нет3.
Сокращение мышц обеспечивается специальными белками — актином и миозином. При сокращении нити актина и миозина движутся друг относительно друга. Но из-за различного строения клеток у скелетной и гладкой мускулатуры разный механизм сокращения2.
В поперечно-полосатых мышцах закрепленные у оснований цилиндра тонкие нити актина скользят вдоль нитей миозина, из-за чего основания цилиндра сближаются. Это и есть сокращение.
Если перенести это на пример с карандашами: представим, что в нашей охапке все карандаши одинаковой длины, разной толщины и располагаются относительно друг друга «заборчиком». Толстые карандаши располагаются в центре так, что канцелярская резинка охватывает их прямо посередине. А тонкие карандаши располагаются дальше от центра, то есть канцелярская резинка охватывает их не посередине, а где-то ближе к концу карандаша. Хоть карандаши и располагаются по-разному, они все равно держатся в одной охапке. Если мы сдавим эту охапку по бокам (по основаниям воображаемого цилиндра), то тонкие карандаши будут двигаться вдоль толстых, пока не сравняются с ними по длине и не займут такую же центральную позицию. В итоге сама охапка станет менее длинной из-за того, что тонкие карандаши теперь стоят в ряд с толстыми.
По тому же принципу сокращается саркомер, только никто не давит на основания цилиндра, а нити белков приходят в движение за счет имеющихся в мышечных клетках ионов кальция и запасенной энергии2.
При сокращении гладкомышечной клетки работает тот же принцип движения актиновых нитей вдоль миозиновых. Только располагаются они не в виде воображаемого цилиндра, а внутри клетки в продольном и косом направлениях. Кроме того, для сокращения гладкомышечной клетки необходим еще ряд белков, отсутствующих в миофибриллах поперечно-полосатой мускулатуры. Когда нити начинают двигаться относительно друг друга, они сближают концы клетки. В результате гладкомышечная клетка укорачивается и утолщается. Это и есть сокращение.
Такой процесс можно сравнить с открытием и закрытием зонта. Когда зонт закрывается, спицы складываются, а их общая длина сокращается, в результате уменьшается и размер купола.
В спокойном состоянии, когда мышца расслаблена, белки актин и миозин не могут взаимодействовать друг с другом. Дело в том, что актин заблокирован другим белком — тропонином. Тропонин, как заглушка, закрывает участки связывания на актине. Чтобы произошло сокращение, нужно убрать этот белок. Этим занимаются ионы кальция.
Когда мышце дана команда к сокращению, мышечной клетке передается нервный импульс, вследствие чего в ней увеличивается содержание ионов кальция. Кальций связывается с тропонином, в результате чего последний обнажает участки связывания актина. После этого взаимодействие актина и миозина становится возможным, они начинают двигаться относительно друг друга. В итоге происходит сокращение.
Сигнал к расслаблению мышцы приводит к уменьшению количества свободного кальция в ней, поэтому тропонин снова блокирует актин. Сокращение вновь невозможно.
Стенка кишечника состоит из двух слоев гладкомышечной ткани: наружного продольного и внутреннего циркулярного4. Их взаимодействие обеспечивает несколько видов моторики кишечника5:
.png)
Это скоординированные волны сжатий и расширений кишки. Они распространяются по направлению к толстой кишке и продвигают перевариваемую пищу в этом направлении.
.png)
Это попеременное сокращение циркулярного слоя мускулатуры то на одних, то на других участках кишки, благодаря чему пища в просвете перемешивается.
.png)
Это сокращения продольных слоев с участием циркулярного. В результате пища движется вперед-назад, постепенно продвигаясь в направлении толстого кишечника.
Это длительные сокращения гладкой мускулатуры кишки. Являются основой перистальтического, маятникообразного сокращений и ритмической сегментации.
.png)
Характерные для толстой кишки, возникают лишь несколько раз в сутки, также способствуя продвижению кишечного содержимого к концу пищеварительного тракта.
Скоординированное сокращение гладкой мускулатуры является основой моторики кишечника.
Мышечный слой матки — миометрий — состоит из трех слоев гладкомышечных клеток: внутреннего косого, среднего циркулярного и наружного продольного4. Их попеременное и совместное сокращение происходит во время менструации и родов. Именно сокращения гладкомышечных клеток помогают малышу появиться на свет.
Во время месячных повышенный уровень биологически активных веществ — простагландинов приводит к сокращению мышечных слоев6. В итоге внутренняя оболочка матки вместе с ее сосудами отторгается, и появляется менструальная кровь.
Одним из нарушений тонуса гладкомышечных клеток внутренних органов является спазм.
Спазм — это продолжительное, зачастую болезненное сокращение мышцы9. Такое может произойти в любой точке организма, где представлены мышцы, в том числе гладкомышечная ткань: кишечнике, сосудах, матке, бронхах, мочеточниках и мочевом пузыре и т. д.
Регулярное столкновение с дискомфортными ощущениями, которые вызваны спазмами гладкой мускулатуры, неизбежно сказывается на качестве жизни10.
Для борьбы с болью, вызванной спазмом, существует группа препаратов — спазмолитиков. Например, препарат Но-шпа® форте содержит в своем составе действующее вещество дротаверин. Дротаверин блокирует фермент фосфодиэстеразу-4, в результате чего снижается поступление кальция в гладкомышечную клетку1,8. А без кальция невозможно и мышечное сокращение. Поэтому мышечная клетка расслабляется, что способствует устранению боли, вызванной спазмом1,8.
Помните, что боль может быть вызвана не только спазмом гладкой мускулатуры, но и рядом других причин. Важно не пропустить серьезную патологию органов брюшной полости, поэтому при боли и дискомфорте в животе не нужно избегать консультации врача.
MAT-RU-2302967-1.0-09/2023
.png)
