Az izomszövet feladata a test mozgatása, illetve a belső szervek alakjának megváltoztatása, így az állati szervezetben gyakorlatilag minden funkció izomműködéssel kapcsolatos. Az izomsejtek általában megnyúlt sejtek, amelyek párhuzamos kötegekbe rendeződnek. Ez a morfológia és elrendeződés segíti az izomsejtek hatékony együttműködését. Az izomsejtek citoplazmájának nagy részét kétféle kontraktilis filamentum alkotja: a vékony filamentum aktin fehérjéből épül fel, míg a vastag filamentum miozin fehérjéből áll.
Az izomszövetek osztályozása többféle szempontból történhet. Elhelyezkedésük, funkciójuk és beidegzésük alapján megkülönböztetünk harántcsíkolt izomszövetet (vázizomszövet, viszcerális harántcsíkolt izomszövet és szívizomszövet) és simaizomszövetet. Megkülönböztetésük azért lényeges, mert az egyes izomfajtáknak eltérő a szerepe a szervek működésében, és a mozgás, a testtartás ezen izomcsoportok működésétől függ.
Az Izomszövetek Főbb Típusai
Harántcsíkolt Izomszövet
A harántcsíkolt izomszövet sejtjeiben a kontraktilis filamentumok szabályosan rendeződnek, egy vastag miozin filamentumot hat vékony aktin filamentum vesz körül. Ennek a szabályos elrendeződésnek köszönhető, hogy ezek az izomsejtek a fénymikroszkópban harántcsíkolatot mutatnak. Nevét is onnan kapta, hogy mikroszkóp alatt megfigyelve a szerkezetét, szabályos csíkokat láthatunk.
A harántcsíkolt izomszövetet elhelyezkedésük és funkciójuk alapján további csoportokba sorolhatjuk:
Vázizomszövet: Inakon keresztül a csontokhoz kapcsolódik, és a vázrendszert mozgatja. Működése akaratunktól függő, bár vannak velünk született, illetve csecsemőkorban kialakuló reflexek, melyek nem tudatosan működtetik ezen izmainkat (pl. járás, testtartás). Működésére a rövid ideig tartó, de nagy erő kifejtésére való képesség a jellemző. Egy inger hatására egy egész izomcsoport húzódik össze ugyanabban a pillanatban.
- Morfológia és szerkezet: A vázizomszövetben az izomsejtek többmagvú szincíciumok, amelyek az egyedfejlődés során kicsi, egymagvú sejtek, a mioblasztok fúziójával jönnek létre. Ezért a vázizom sejtjeit izomrostoknak nevezzük. Az izomrostok sejtmagjai közvetlenül a plazmamembrán, a szarkolemma alatt helyezkednek el. Az izomrostokat myofibrillumok, a miofibrillumokat kontraktilis filamentumok építik fel. A myofibrillumok ismétlődő egységekből, szarkomerekből épülnek fel. A szarkomer a harántcsíkolt izomrost funkcionális egysége. A szarkomeren belül a kontraktilis filamentumok nagyfokú rendezettsége miatt sötét és világos csíkok váltják egymást. A Z lemez, ami alfa-aktinint és más aktinkötő fehérjéket is tartalmaz, a két szomszédos szarkomer világos, I csíkját választja ketté. Az I csíkban csak aktin filamentumok vannak. Haladva a szarkomer közepe felé, az aktin filamentumok és a miozin filamentumok fedésbe kerülnek, így kialakul a sötét A csík, amit a szarkomer közepén egy világos H csík oszt két részre. A H csík közepén egy sötétebb M csík is van, ahova a miozin filamentumok kapcsolódnak.
- Kontrakció mechanizmusa: A kontrakció során az aktin és miozin filamentumok összekapcsolódnak, majd elcsúsznak egymáson. Miután a filamentumok polaritása a szarkomer két felében ellentétes, az elcsúszás iránya a szarkomer középpontja lesz, vagyis a szarkomer megrövidül. A filamentumok csúszása energiát igényel, amelyet az ATP hidrolízise szolgáltat. Az idegimpulzus hatására a szarkoplazmában megemelkedik a szabad Ca2+-koncentrációja, ennek hatására aktiválódik egy ATP-áz enzim, és megtörténik az ATP hidrolízis. A kontrakciót követően a szarkoplazma szabad Ca2+-koncentrációja ismét lecsökken, az aktin és miozin „elengedi” egymást, és visszaáll a szarkomer eredeti hossza, vagyis az izom relaxál. Így a kontrakció/relaxáció szabályozásában a citoplazma szabad Ca2+ koncentrációja meghatározó szerepet játszik.
- Kalcium szabályozás: A harántcsíkolt izomszövetben a szarkoplazmás retikulum, valamint a szarkolemmából származó tranzverzális tubulus vagy T tubulus rendszer fontos szerepet játszik a citoplazma szabad Ca2+-koncentrációjának a szabályozásában. A Z lemez két oldalán, az I csík magasságában a szarkoplazmás retikulum két terminális ciszternává szélesedik. A két terminális ciszterna közé T tubulus formájában betüremkedik a szarkolemma, és így kialakul a három membránstruktúrából álló triád. A terminális ciszternák a harántcsíkolt izomszövet legfontosabb Ca2+ raktárai. Amikor az idegimpulzus a motoros véglemezen keresztül eléri a szarkolemmát, az depolarizálódik, és ennek hatására kinyílnak a terminális ciszternákon lévő feszültségfüggő Ca2+ csatornák, a Ca2+ a szarkoplazmába áramlik, ott megemelkedik a szabad Ca2+ koncentrációja, és az izom kontrahál. Ha van elegendő ATP a rendszerben, akkor a kontrakciót követően az energiaigényes Ca2+ pumpák aktiválódnak, a Ca2+ visszaszívódik a terminális ciszternákba, és ennek következtében az izom relaxál.
- Rosttípusok: A vázizomszövet rostjainak átmérője és színe különbözik egymástól. Leglátványosabb különbség a vörös és fehér izomrostok között figyelhető meg. A vörös rostok vagy lassú rostok vérellátása jó, viszonylag sok pigmentfehérjét, myoglobint tartalmaznak, szemben a fehér vagy gyors rostokkal, amelyeknek a myoglobin tartalma alacsony. Megkülönböztetünk gyors (fehér) és lassú (vörös) rostokat.
Viszcerális harántcsíkolt izomszövet: Felépítésében teljesen megegyezik a vázizomszövettel, de csak lágy szövetekkel kapcsolódik. Ilyen a nyelv, a garat, a diafragma és a nyelőcső felső részének az izomzata. Funkciója szomatikus eredetű, és innervációja a gerincvelő elülső szarvában található motorneuronokon keresztül történik. A viszcerális harántcsíkolt izomszövet mind felépítésében, mind a kontrakció mechanizmusában megegyezik a vázizommal.
Szívizomszövet: A szívizom a szív harántcsíkolt izma. Különleges felépítésű harántcsíkolt izom. A szívizom is rostokból áll, melyek egymással összeköttetésbe lépnek, így izomhálózatot alkotnak. Az izomrostokon bizonyos távolságban vastag vonalak láthatók, ezek az Eberth-féle vonalak, amelyek a sejthatároknak felelnek meg. A különböző lefutású izomrostok a szívcsúcsnál mennek át egymásba, a szívüregek felől jól látható hálózatos izomgerendás szerkezet figyelhető meg. Saját ingerképző és -vezető rendszere van, ami azt jelenti, hogy önálló, akaratunktól független működésre képes. A szívizom jelzéseket kap a szervezetből, és ennek alapján mindig a szervezet pillanatnyi állapotának megfelelően képes dolgozni. Ha megijedünk vagy nagyobb fizikai munkát végzünk, a szívverés gyorsul és nagyobb erővel pumpálja a vért a keringésbe, pihenés vagy alvás közben pedig lassabban.
A szív anatómiája
Simaizomszövet
A simaizomszövetben a kontraktilis filamentumok rendezettsége sokkal kisebb mértékű, ezért ez az izomszövet nem mutat harántcsíkolatot. A simaizmot hosszan elnyúló orsó alakú sejtek alkotják. Rutin szövettani preparátumokban hematoxilin-eozin festés után a magas aktin és miozin tartalma miatt a szarkoplazma egységesen rózsaszínre festődik. Mivel a kontraktilis filamentumok rendezettsége elmarad a vázizométól, a simaizomsejt harántcsíkolatot nem mutat.
Elhelyezkedés és funkció: Simaizom található a belső szervekben: gyomor-bélrendszer, légcső, hörgők, vese, húgyhólyag, ivarszervek, valamint a bőrben és az erek falában. Kifejezett mértékben az artériák falában található, működése biztosítja a verőerek lumenének változásait (tágulását, szűkülését). A vénák falában minimális mértékben van jelen a simaizom, a keringési rendszerben máshol nem fordul elő simaizom. A simaizom akaratunktól függetlenül működő izom, a vegetatív idegrendszer hatására működik. Lassú összehúzódású, viszonylag nagy erőkifejtésre képes és nem fárad.
Szerkezet: A simaizomsejtek magja a sejt középpontjában helyezkedik el. Elektronmikroszkópos képen látszik, hogy a sejtorganellumok a sejtmag pólusainál koncentrálódnak. A citoplazma nagy részét 6-8 nm-es aktin és 8-10 nm-es intermedier filamentumok töltik ki. A 16 nm-es miozin filamentumok kimutatásához speciális technikák kellenek. A filamentumok között és a plazmamembrán közelében elektrondenz citoplazmatikus területek is láthatók. Ezek az úgynevezett denz testek, amelyek alfa aktinint tartalmaznak, vagyis hozzájuk aktin filamentumok kötődnek. Így a denz testek valószínűleg a harántcsíkolt izomrostok szarkomer határain már megismert Z korongoknak felelnek meg. A simaizomsejtek plazmamembránján és a SER közelében is, nagyon sok pinocitotikus vezikulum látható, ezek a simaizomsejtek fő Ca2+ raktárai. Az innen felszabaduló Ca2+ stimulálja az izomsejtek kontrakcióját. A magpólusok közelében elhelyezkedő szarkoplazmában sok mitokondrium, DER ciszternák, szabad riboszómák, glikogén szemcsék és Golgi apparátus is látható. Egyes simaizomsejtekben jelentős szekréciós tevékenység is folyik, a sejtek főleg kollagént és elasztint szekretálnak. A szomszédos simaizomsejtek között sok réskapcsolat, nexus van.
Beidegzés: A simaizomsejtben az izom/ideg kapcsolat nem hasonlítható a vázizomszövetben látott szinaptikus kapcsolathoz, a motoros véglemezhez. Itt az idegvégződés mindig egy bizonyos távolságra, 10-20, de egyes helyeken akár 200 mikrométer távolságra is van a simaizomsejttől. A neurotranszmitternek át kell diffundálnia ezen a téren, mielőtt eléri az izomsejtet. Mivel a luminális szervek falában a simaizomsejtek kötegeket alkotnak, rendszerint csak a köteg szélén lévő sejtek lépnek közvetlen kapcsolatba az idegvégződéssel, míg a kötegben lévő többi sejthez a réskapcsolatokon keresztül jut el az impulzus, akár közvetlen elektromos jeleken keresztül, akár másodlagos messengerek, mint Ca2+ ionok vagy ciklikus AMP-k közvetítésével.
Izomműködés és Fájdalom
A simaizmok erőteljes és hosszantartó összehúzódása fájdalommal jár. Ez általában akkor jön létre, ha valamilyen akadály van jelen (pl. epe- és vesekő) vagy sérülés éri a szervek falát, pl. gyomorfekély vagy -gyulladás. Epe- vagy vesekő esetén - ha az az epe vagy a húgyvezetékbe kerülve felsérti annak falát - nagy fájdalommal járó görcs jön létre, ami megakadályozhatja a kő továbbhaladását és esetleges eltávozását is. Ilyenkor a fájdalom csillapítása mellett mindenképpen görcsoldó gyógyszert is kell szedni, azért, hogy a görcs megszűnjön, és a kő eltávozhasson.
Serdülő lányoknál gyakori, hogy az első menstruációkat fájdalmas görcsök kísérik. A méhizomzat is simaizmokból áll, ezért a görcsoldó gyógyszerek használata sokat segíthet. Hasfájós kisbabáknak csak orvosi javaslatra adjunk görcsoldót, nekik inkább a természetes alapú készítmények ajánlottak.
Az Izomszövetek Beidegzése
Az izomszöveteket beidegzésük módja alapján is feloszthatjuk. Ebből a szempontból a vázizmok és a viszcerális harántcsíkolt izmok szomatikus izmok. A szomatikus izmokat innerváló motorneuronok a gerincvelő elülső szarvában találhatók, és e neuronok axonja, a gerincvelői ideg ventrális, motoros gyökerén kilépve közvetlenül az izomrost membránjához fut. A szomatikus izmok általában akaratlagos működésűek, és a végtagok izmainak kivételével szomita eredetűek. A végtagizmok főként a laterális lemezmezoderma mesenchimájából fejlődnek. A szomatikus izmokat innerváló motorneuronok a gerincvelő elülső szarvában találhatók, s e nuronok axonja, a gerincvelői ideg ventrális, motoros gyökerén kilépve közvetlenül az izomrost membránjához fut.
A simaizom- és a szívizomszövet a viszcerális izmok csoportjába tartozik. Az ezeket az izmokat innerváló motorneuronok a gerincvelő oldalsó szarvában vagy az agytörzsben találhatók. Ezek axonjai szintén a gerincvelői idegek ventrális gyökerén vagy a motoros agyideg ágakon keresztül hagyják el a központi idegrendszert, de mielőtt elérnék célszerveiket egy perifériás ganglionban átkapcsolódnak, s a célszervekhez a perifériás ganglionban lévő, úgynevezett másodlagos motorneuronnak az axonja jut majd el. A viszcerális izmok főleg a laterális lemezmezoderma mesenchimasejtjeiből fejlődnek, és működésük akaratunktól független.
Innervációjuk, s főleg elhelyezkedésük alapján a vázizmoknak van egy különleges csoportja, a branchiális izmok. Ezek a harántcsíkolt izmok a fej viszcerális ív eredetű vázelemeinek, mint az alsó, felső állkapocsnak vagy a nyelvcsontnak az izomzatát alkotják. A fej szomitoméráiból származnak, vagyis szegmentális eredetűek, s agyidegek innárválják őket.
A mozgató véglemezeken jut át az ingerület az izmokra, ezáltal összehúzódással reagál. Amikor az izomkontrakció egy izomcsoportra terjed ki, míg az antagonista izomcsoport relaxál, reciprok beidegzésről beszélünk. A végtagokat mozgató izmok esetében erre jó példa a hajlítók és a feszítők: a két izomcsoportnak ellentétes beidegzése van.
Kötőszövet és az Izmok Kapcsolata
A szervezetben szinte mindenütt előforduló, minden más szövet és szerv közé, sőt szervbe behatoló, hézagkitöltő, összetartó szövet a lazarostos kötőszövet. Ez a kötőszövet alkotja az izomsejtek közötti hidakat is, melyeken keresztül az ingerület sejtről sejtre terjed a simaizmok esetében. A simaizomsejtek kötőszövetbe ágyazottan helyezkednek el, ami szintén hozzájárul a szervek egységes működéséhez.