A A A

Poruszanie się komórek

Niewątpliwie wielokrotnie zetknęliśmy się ze stwierdzeniem, że zasadniczym przejawem procesu życia jest ruch. Rzeczywiście, wszędzie, gdzie istnieje życie, tam spotykamy również to zjawisko. Ruch, obok przetwarzania energii, jest więc podstawowym procesem znamionującym żywą materię. Komórka mięśniowa ulega skurczom i to jest jej zasadnicza czynność w organizmie. Komórki wyściełające tchawicę mają na swej powierzchni rzęski, które poruszając się oczyszczają powierzchnię tchawicy ze śluzu wraz z zawartymi w nim ewentualnie drobnymi ciałami obcymi. Witka plemnika jest silnikiem poruszającym tę komórkę. Ameba potrafi przesuwać się wysuwając nibynóżki i „przelewając" do nich swą zawartość. W komórkach, które ulegają podziałowi, obserwujemy ruch chromosomów przemieszczających się do przeciwległych biegunów. We wszystkich tych przypadkach ruch powstaje kosztem energii chemicznej. Przyjrzyjmy się więc, w jaki sposób energia zawarta w wiązaniach chemicznych może zamienić się wewnątrz komórki w energię kinetyczną, czyli energię ruchu, i jakie cząsteczki w komórce biorą w tym procesie udział. Jako przykład weźmiemy komórkę mięśniową, najlepiej przystosowaną do pełnienia tej podstawowej dla niej czynności. Zajmijmy się jednak najpierw jej budową, gdyż jest to niezbędne do przedstawienia wielu procesów związanych z zamianą energii chemicznej w ruch. Komórki mięśniowe są kurczliwymi elementami tkanki mięśniowej. Zwykle są one nazywane nie komórkami, lecz włóknami mięśniowymi. Nazwę tę zawdzięczają swym wydłużonym kształtom. Długość niektórych włókien mięśniowych dochodzi do kilkunastu centymetrów (u człowieka), natomiast grubość wynosi średnio kilkadziesiąt mikronów (przypominamy, że 1 mikron jest to 1/1000 mm). Charakterystyczny kształt komórek mięśniowych pozostaje w związku z ich czynnością. Skurcz takich długich elementów w kształcie włókien jest nieporównanie bardziej efektywny niż skurcz komórek mających np. formę kulistą. Ewolucja więc wytworzyła charakterystyczny model komórki mięśniowej, która dzięki swej budowie jest w stanie w optymalny sposób służyć organizmom jako „motor napędowy". Podczas skurczu mięśnia wykonywana jest praca mechaniczna oraz uwalnia się pewna ilość ciepła. Proces ten odbywa się kosztem energii chemicznej, pociąga więc konieczność dostarczania komórkom mięśniowym substancji, z których byłyby one zdolne ją czerpać. Przekonał się o tym niewątpliwie każdy, kto kiedykolwiek zranił się tak głęboko, iż uszkodzona została tkanka mięśniowa. Krwawienie z mięśnia jest bowiem znacznie silniejsze niż z wielu innych tkanek. Krew stanowi również niezbędną „chłodnicę" pracującego mięśnia, odbierając powstałe podczas pracy ciepło. Nazwaliśmy mięśnie silnikami organizmu. Spróbujmy więc analogię utrzymywać dalej. Jak wiemy, różne bywają rodzaje silników i różną mają budowę. Inaczej zbudowany jest np. silnik samochodu wyścigowego, od którego wymaga się bicia rekordów szybkości na krótkim odcinku drogi, inaczej zaś silnik samochodu ciężarowego, który często musi pracować przez kilka bądź kilkanaście godzin bez przerwy. W pierwszym przypadku konstrukcja silnika jest nastawiona na to, by w ciągu krótkiego czasu uzyskać jak najwyższą moc, i taki silnik nie jest w stanie pracować bez przerwy godzinami. Konstrukcja silnika ciężarówki nie pozwala jej na uzyskiwanie tak olbrzymiej mocy, lecz za to umożliwia długą pracę przez zmniejszenie szybkości obrotów silnika, inny system chłodzenia itp. Podobnie jest z silnikami napędowymi organizmu — z mięśniami. Posłużmy się przykładami z dziedziny sportowej. Podczas rzutu oszczepem ręka oszczepnika w ciągu krótkiego czasu musi uzyskać olbrzymie przyspieszenie, by oszczep poszybował na odległość kilkudziesięciu metrów. W ciągu ułamka sekundy ciężarowcy potrafią podnieść z ziemi sztangę o ciężarze przewyższającym ciężar własnego ciała i unieść ją ponad głowę. Do takich wysiłków wymagany jest typ mięśni dający się porównać z silnikiem samochodu wyścigowego. Do przesuwania treści pokarmowej w jelitach (wskutek ruchu robaczkowego jelita), a więc czynności trwającej przez cały okres naszego życia, nie potrzeba takiej mocy i funkcję swą spełnia mięsień dający się porównać z silnikiem samochodu ciężarowego. Tak więc w organizmie istnieją różne rodzaje tkanki mięśniowej, przeznaczone do spełniania różnych czynności, których wspólnym mianownikiem jest ruch.