Костная ткань

8. Остеобласт (из кости новорождённого). Электронная микрофотография.

1. На снимке - остеобласт - один из трёх основных видов клеток костной ткани (другие типы - остеоциты и остеокласты).

2. а) Остеобласты

 развиваются из стволовых остеогенных клеток,

 но сами к делению уже не способны.

б) В формирующейся кости они покрывают почти непрерывным слоем

 поверхность строящихся костных балок.

в) А в уже сформированной кости остеобласты встречаются

 в надкостнице,   в эндосте (выстилает костномозговую полость в диафизах трубчатых костей и покрывает костные балки в губчатом веществе костей), а также   в периваскулярном пространстве остеонов.

3. Основная функция остеобластов -

 образование компонентов межклеточного вещества кости.

4. а) В связи с этим, как видно на снимке, в остеобласте хорошо развиты

 шероховатая ЭПС (5-6) и  комплекс Гольджи (8) (как всегда, находящийся возле ядра (3).

б) Но ключевые признаки остеобласта находятся возле него (верхний участок снимка); это продукты его деятельности:

 органическая матрица кости (2) - остеоид с поперечно срезанными коллагеновыми волокнами

 и (несколько далее) - минерализованное основное вещество (1) кости, имеющее вид тёмной массы.5. Впоследствии функциональная активность клетки снижается, - и остеобласт превращается в мало активный (в синтетическом отношении) остеоцит.

Мышечные ткани

9. Поперечнополосатое мышечное волокно. Схема.

1. На рисунке приведён   небольшой фрагмент мышечного волокна.

2. а) Основную часть последнего занимают миофибриллы (1).

б) Они имеют поперечнуюисчерченность: в них можно видеть

 светлые I-диски (5) с тёмной Z-линией (7), или телофрагмой,посередине

 и тёмные А-диски (4) с более светлой Н-зоной (6)посередине.

в) Заметим, что в центре Н-зоны должна находиться М-линия, но её на рисунке нет.г) Цифрой (3) обозначен саркомер - участок миофибриллы между двумя соседними Z-линиями.

3. а) Такая периодическая структура миофибрилл объясняется тем, что

 они состоят из миофиламентов (2) двух видов (тонких и толстых),

 причём, последние расположены строго определённым образом. -

б) Однако на рисунке способ упаковки миофиламентов не показан.

4. Кроме миофибрилл, на рисунке изображено также следующее:

а) элементы саркоплазматическогоретикулума -

 L-канальцы (9), окружающие миофибриллы,   и их расширения - терминальные цистерны;

б) прочие компоненты мышечного волокна:

 сарколемма (11),  саркоплазма (10) и

 содержащиеся в последней митохондрии (8).

10. Миофиламенты в миофибрилле. Электронная микрофотография.

1. а) На снимке мы видим саркомер (8) - короткийучастокмиофибриллы (1) между двумя соседними Z-линиями (4), илителофрагмами.

б) Заметим, что телофрагма - это

 сетчатая пластинка из актинина и некоторых других белков,  расположенная поперёк миофибрилл.

2. а) К телофрагме с обеих сторон прикрепляются

 тонкиемиофиламенты (3), образованные глобулярным белком актином.

б) Таким образом, в каждом саркомере - две группы актиновыхмиофиламентов: они идут от соседних телофрагм навстречу друг другу,

 а между их концами в покое остаётся промежуток, воспринимаемый как  Н-зона.

г) Кроме актина, в состав тонкихмиофиламентов входят ещё 2 белка -

 тропонин и тропомиозин,

они влияют на взаимодействие актина с толстымимиофиламентами.

3. а) Что касается толстыхмиофиламентов (2), то ониобразованы фибриллярным белком миозином,

 прикреплены своей центральной частью к мезофрагме (расположенной в центре Н-зоны) и

 ориентированы параллельно тонким миофиламентам, образуя тёмный А-диск (7).

б) Соответственно, оставшиеся части саркомера воспринимаются как светлые I-полудиски (5).

4. а) В итоге получается характерная поперечная исчерченность, присущая миофибрилламскелетной и сердечной мышечных тканей.б) Действительно, из вышесказанного вытекает следующее: на поперечном срезе миофибриллы

 в пределах Н-зоны (6) содержатся только толстые миофиламенты,

 в остальных областях тёмного (А-) диска (7) - и тонкие, и толстые миофиламенты,

 а в пределах светлых  (I-) полудисков (5) - только тонкие миофиламенты.

5. Можно добавить, что в области перекрывания толстые и тонкие миофиламентырасположеныгексагональным образом, причём, так, что

вокруг каждого толстого миофиламента находятся 6 тонких,

а вокруг каждого тонкого - 3 толстые.

11. Поперечнополосатая миофибрилла при сокращении. Электронная микрофотография.

1. На снимке - миофибрилла в состоянии сокращения.

2. Напомним, что миофибриллы - сократительные структуры, постоянно содержащиеся

 в мышечных волокнах  скелетных мышц

 и в кардиомиоцитах сердца.

3. а) Миофибриллы имеют характерную поперечную исчерченность - благодаря особой укладке составляющих их тонких и толстых миофиламентов.

б) Так, в светлых областях миофибриллы - I-дисках (1) - присутствуют только тонкие(актиновые) миофиламенты, отходящие от телофрагмы, или Z-линии (2);

 в тёмных областях - А-дисках (3), за исключением их средней зоны, - и тонкие, и толстые (миозиновые) миофиламенты;

 а в средней области А-диска - Н-зоне (4) - только толстые миофиламенты, прикреплённые к мезофрагме.

4. а) При сокращении тонкиефиламенты вдвигаются между толстыми ещё глубже,

 и поэтому меняется ширина некоторых из вышеназванных областей.б) А именно:

 область перекрывания миофиламентов (тёмная часть А-диска) становится шире;

 те области (I-диски (1) и Н-зона (4)), где нет перекрывания миофиламентов,укорачиваются;

 общая длина А-диска - не изменяется (поскольку она обусловлена постоянной длиной толстыхмиофиламентов),

 общая длина саркомера (участка между двумя соседними Z-линиями (2))   -уменьшается (из-за укорочения I-полудисков).

12. 12.Строение кардиомиоцитов и вставочные диски между ними. Схема.

а) На схеме показана тонкая структура сократительныхкардиомиоцитов.

б) Данные клетки составляют основную массу миокарда; при этом они

 имеют цилиндрическую форму

 и, контактируя друг с другом своими основаниями, объединяются в функционалные "волокна".

в) В связи с этим, на схеме также представлена область контакта соседних клеток.I. Обратимся вначале к внутренней структуре кардиомиоцитов.

1. Значительную часть объёма клетки занимают сократительные элементы -  миофибриллы (1), - которые

 в определённых местах (9) прикрепляются к плазмолемме,

 идут вдоль длинной оси клетки

 и имеют поперечнуюисчерченность (так же, как миофибриллы скелетных мышц).

2. а) Важную роль в инициации сокращения играют специфические мембранные структуры:  

 Т-трубочки (4)  и L-система (3).

б) При этом Т-трубочки -

 поперечные впячивания плазмолеммы, идущие вокруг миофибрилл.

в) А L-система -

 совокупность канальцев и цистерн эндоплазматического ретикулума, содержащая запасы ионов Са²⁺ .

г) При возбуждении

 проходящий по Т-трубочкам импульс стимулирует высвобождение ионов Са²⁺ из цистерн L-системы,

 а повышение концентрации данных ионов в саркоплазме инициирует сократительную активность миофибрилл.3. Наконец, в кардиомиоцитах имеются и обычные клеточные структуры:

 ядро - одно или два (на схеме не показано), расположено в центре клетки;

 митохондрии (2); их количество особенно велико;

 лизосомы (6) и  рибосомы (11).

4. а) Боковая поверхность кардиомиоцитов покрыта

 базальной мембраной (5).

б) Вместе с подлежащей плазмолеммой эта мембрана составляет сарколемму.II. Теперь обратимся к области контакта соседнихкардиомиоцитов.

а) Она обозначается как вставочный диск (7).

б) Здесь встречаются три вида межклеточных соединений -

 интердигитации (пальцеобразныевпячивания клеток друг в друга),

 щелевые контакты, или нексусы (10) (содержат ионные каналы, обеспечивающиеэлектрическую связь между клетками) 

 и десмосомы (8).

в) Именно в области вставочного диска и находится

 место прикрепления (9) миофибрилл к плазмолемме.

13. Вставочный диск между кардиомиоцитами. Электронная микрофотография.

1. На снимке - вставочный диск, т.е. область контакта двух кардиомиоцитов.

2. Собственно граница между клетками имеет вид

двойной извилистой линии, идущей посередине снимка сверху вниз.

3. Здесь используются несколько видов межклеточных соединений:

а) щелевые контакты, или нексусы (10; в самом верху снимка; содержат ионные каналы, обеспечивающие электрическую связь между клетками);

б) десмосомы (8), узнаваемые по утолщению плазмолемм, а также

в) интердигитации (пальцеобразныевпячивания клеток друг в друга).

4. а) В прилегающих частях кардиомиоцитов видны внутриклеточные структуры: миофибриллы (светлые толстые полосы, идущие горизонтально); они "рассекаются" вертикальными Z-линиями на саркомеры;многочисленные митохондрии (2),

элементы L-системы (3) и Т-трубочки (4).

б) При этом Т-трубочки - поперечные впячивания плазмолеммы, идущие вокруг миофибрилл; а L-система - совокупность канальцев и цистерн эндоплазматического ретикулума, содержащая запасы ионов Са2+ .

в) При возбуждении

проходящий по Т-трубочкам импульс стимулирует высвобождение ионов Са2+ из цистерн L-системы, а повышение концентрации данных ионов в саркоплазме инициирует сократительную активность миофибрилл.