Уловить соединительную ткань - Catch connective tissue
Соединительная ткань улова (также называемая мутабельной коллагеновой тканью ) - это вид соединительной ткани, обнаруженной у иглокожих (таких как морские звезды и морские огурцы ), которая может изменять свои механические свойства за несколько секунд или минут посредством нервного контроля, а не с помощью мускулов.
Соединительная ткань, включая дерму , сухожилия и связки , является одной из четырех основных тканей животных . Обычная соединительная ткань не меняет своей жесткости, за исключением медленного процесса старения. Однако соединительная ткань захвата показывает быстрые, большие и обратимые изменения жесткости в ответ на раздражение под нервным контролем. Эта соединительная ткань характерна для иглокожих, у которых она работает в поддержании осанки и механической защите с низкими затратами энергии, а также в делении тела и аутотомии . Изменения жесткости этой ткани происходят из-за изменений жесткости внеклеточных материалов. Небольшое количество мышечных клеток, которые иногда обнаруживаются разбросанными в этой ткани, мало влияет на механизмы изменения жесткости.
Распределение тканей
Соединительная ткань ловушки встречается у всех существующих классов иглокожих.
- Морские лилии и перьевые звезды : связки, соединяющие косточки рук, стебли и усики.
- Морская звезда : дерма стенки тела; стенки трубчатых ножек.
- Хрупкие звезды : межпозвонковые связки; аутотомия сухожилий мышц рук.
- Морские ежи : связки или ловильный аппарат, соединяющий иглы с панцирями морских ежей; связки зубов; компас-депрессорные «мышцы», которые на самом деле в основном состоят из соединительной ткани.
- Морские огурцы : дерма стенки тела.
Ранние иглокожие были сидячими организмами, которые питались взвешенными частицами, переносимыми водными потоками. Их тело было покрыто черепичными небольшими скелетными пластинами. Расположение пластин предполагает, что пластины работали как скользящие соединения, чтобы животные могли изменять форму своего тела: они могли принимать расширенную позу для кормления и плоскую позу «укрытия». Пластины тела могли быть связаны с соединительной тканью, которая позволила ранним иглокожимам такие изменения осанки.
Механизм изменения жесткости
Детальные механические свойства и их изменения изучены только на дерме трепанга. Его механические свойства определяются внеклеточными материалами, которые состоят из фибрилл коллагена, встроенных в гидрогель протеогликанов. Дерма принимает 3 механических состояния: мягкое (S1), стандартное (S2) и жесткое (S3). Животные без стимуляции принимают стандартное состояние S2. Обнаружены различные молекулярные механизмы повышения жесткости при переходе S1 → S2 и переходе S2 → S3. Из морских огурцов были выделены три белка, вызывающие изменения жесткости. Тенсилин вызывает изменение S1 → S2, увеличивая силы сцепления между коллагенами, тогда как софтенин вызывает изменение в обратном направлении; NSF индуцирует S2 → S3. Между фибриллами коллагена существуют поперечные мостики. Количество перемычек увеличивается в порядке S1 <S2 <S3.
Нервный контроль
Механическое состояние соединительной ткани находится под нервным контролем, и поэтому мы можем рассматривать эту ткань как один из контролируемых нейронами механо-эффекторов, таких как мышцы. В суставах позвоночника морского ежа обнаруживается, что жесткость соединительной ткани изменяется согласованно с сокращениями мышц. Одна из характерных клеток соединительной ткани - это юксталигаментальные клетки, содержащие секреторные гранулы. Предполагается, что эти клетки содержат белки, контролирующие жесткость внеклеточных материалов. При окрашивании антителом, специфичным для нервов иглокожих, стенка тела морского огурца снабжается иммунореактивными тонкими волокнами, проходящими между фибриллами коллагена. Фармакологические эксперименты показали наличие двух типов холинергических систем: никотиновая, участвующая в укреплении кожи, а другая - мускариновая, участвующая в смягчении. Холинергические нервы, по-видимому, контролируют секреторную деятельность юксталигаментальных клеток. Присутствие холинергической системы поддерживалось нейропептидом стихопином, который подавляет действие холинергических систем, усиливающих его жесткость. Стихопин - один из четырех новых пептидов дермы морских огурцов. Другие - нейропептид NGIWYamide, который укрепляет дерму, и два холокинина, смягчающие дерму. Нервы, содержащие эти нейропептиды, возможно, контролируют секреторную активность юксталигаментальных клеток.