Если такие мышцы предназначены нести полезную нагрузку, они обязаны быстро реагировать на изменения окружающей среды. Животное должно быть готово к тому, чтобы быстро передвигаться при виде пищи или врага, маневрировать без задержки, чтобы совершить все необходимое. Короче говоря, такие мышцы должны приводиться в действие простым усилием воли. Верно то, что мы можем вызвать сокращение мышц, чтобы причинить вред самим себе, если именно этого и добиваемся. Каждое преднамеренное самоубийство вызвано таким сокращением мышц, которое приводит жизнь к концу, и, хотя самоубийца может передумать в любой момент до наступления смерти, его мышцы не откажутся повиноваться ему, если, конечно, он не изменит своего намерения. По этой причине полосатые мышцы также называются «произвольно сокращающимися» мышцами.
В гладких мышцах волокна сокращаются плохо (достаточно плохо, чтобы быть не полосатыми, но по такому же принципу, что и полосатые). Вследствие медленного сокращения гладких мышц сфера их действия ограничивается органами, где в быстром движении нет жизненной необходимости. Как оказалось, именно из них состоят стенки внутренних органов, таких как кровеносные сосуды и пищеварительный тракт. Поскольку внутренние органы называются висцеральными, гладкие мышцы иногда называются мышцами внутренних органов, или висцеральными мышцами.
Висцеральные мышцы относительно медленно реагируют на изменения внутри организма и делают это без вмешательства воли. Стенки кровеносных сосудов сжимаются или расширяются под действием определенных химических веществ, появляющихся в крови, или под температурным воздействием, но мы не можем сами намеренно заставить их это делать безо всякого усилия, как мы поднимаем руку или облизываем губы. По этой причине гладкие мышцы также называются непроизвольно сокращающимися мышцами.
Различия на клеточном уровне также имеются. Отдельные клетки гладких мышц напоминают по форме сигару (обычно их называют веретенообразные, но осталось очень мало людей, которые когда-либо имели дело с веретеном или хотя бы точно знают, как оно выглядит) и имеют всего одно ядро. Полосатые мышцы состоят из цилиндрических структур, которые отличаются от обычных клеток тем, что имеют несколько ядер, расположенных то там, то тут, как будто несколько отдельных клеток слились воедино с целью, чтобы общая сила сокращения могла быть больше и лучше скоординирована.
Мышечные волокна сокращаются по принципу «или все, или ничего». Раздражитель (электрический ток, давление при прикосновении, тепло или определенные химические вещества), воздействующий непосредственно на мышцу или на нерв, ведущий к ней, может быть столь слабым, что мышца никак не реагирует. Если раздражитель усиливается, то наступает такой момент, когда возникает ответ волокна, и отвечает это волокно единственным ему известным способом — полным сокращением, на которое оно в данный момент способно. Не существует средних раздражителей, которые вызывали бы среднее сокращение. Либо все, либо ничего.
Кажется, что это утверждение расходится с действительностью, поскольку мышцу нашего плеча, как самую известную всем нам (именно ее напрягают, чтобы «разработать мускулы»), можно заставить сжиматься до любой степени от малейшего подергивания, которое просто передвигает плечо на ничтожное расстояние, до быстрого и максимального сгибания в локте.
Это не парадокс, но это явление возникает потому, что в действительности мышца состоит из множества волокон, которые до определенной степени обладают способностью к независимому действию. Если всего несколько волокон мышцы подвергаются раздражению, именно эти несколько волокон и будут сокращаться, но чистый эффект этих «всех» на фоне очень многих «ничего» будет выражаться лишь в легком общем сгибании. По мере того как все больше и больше волокон отвечает на раздражитель, общее сокращение постепенно становится больше.
Ответ волокна полосатой мышцы на раздражение быстр и краток, он длится только долю секунды, в некоторых случаях всего 1/40 секунды. За этим следует быстрое расслабление. Единичный краткий раздражитель подобного рода называется судорога, или конвульсия, и обычно не возникает в организме. Как правило, происходит медленное сокращение всей мышцы, или если и происходит ее непрерывное сокращение на протяжении какого-то приемлемого периода времени, то оно поддерживается различными волокнами, включающимися в конвульсии по очереди. Ни одно волокно не может сокращаться долго, но мышца как единое целое способна сокращаться довольно продолжительное время. Однако можно вызвать и единичную судорогу в мышце тела. Наилучший пример — резкий удар под колено, который вызывает знакомый ответ в виде «коленного рефлекса».