3 июня 2009

Сократительная функция скелетных мышц

Макро- и микроструктура поперечнополосатой мышцы: А1 — мышечное волокно; Б — схема строения миофибриллы; В — схема Макро- и микроструктура поперечнополосатой мышцыстроения участка поперечнополосатой мышцы; 1 — мышечное волокно; 2 — участок мышечного волокна; 3 — миофибрилла; 4 — протофибриллы; Г — поперечные мостики между тонкими и толстыми протофибриллами; А — анизотропный диск; I — изотропный диск; Z — мембрана актиновых нитей (по Н. Н. Леонтьевой и др., 1976).

Морфофизиологические предпосылки мышечного сокращения. Структурной сократительной единицей мышцы является мышечное волокно. Оно окружено клеточной оболочкой — сарколеммой. В саркоплазме мышечного волокна имеются многочисленные ядра, клеточные органоиды и сократительные элементы — миофибриллы. Миофибриллы представляют собой длинные нити диаметром 0,8 мкм. Они проходят, не прерываясь, по всей длине мышечного волокна. Миофибриллы сгруппированы в пучки (колонки), по 4 — 20 штук в каждом.

В одиночной миофибрилле насчитывается 2000 — 2500 протофибрилл — белковых нитей актина и миозина. Актин и миозин являются сократительным субстратом мышцы, приводимым в действие энергией химического распада аденозинтрифосфориой кислоты (АТФ). Вдоль актиновых нитей миофибрилл расположёны так называемые регуляторные белковые субъединицы, состоящие из белков тропомиозина и тропонина. Эти белки в невозбужденной мышце тормозят взаимодействие между актином и миозином. В результате этого невозбужденная мышца расслабляется. Репрессорная роль тропонина снимается кальцием, поступающим к сократительным белкам при возбуждении.

Феноменология мышечного сокращения. Сокращение мышечного волокна является результатом передачи возбуждения с нерва на мышцу и последующей цепи физико-химических процессов. Количество вовлекаемых в работу нервно-мышечных единиц зависит от частоты нервных импульсов, поступающих к мышце. На действие единичного стимула мышца отвечает одиночным сокращением.

«Физиология человека», Н.А. Фомин

Читайте далее:



Работоспособность мышцы определяется количеством выполненной работы и численно равна произведению массы перемещаемого груза на высоту. При увеличении отягощения снижается высота, на которую может быть поднят груз. Суммарная работоспособность достигается при средних отягощениях (закон оптимальных нагрузок). В сокращении гладких мышц имеются существенные отличия от функции скелетных, поперечнополосатых мышц. Волна сокращения распространяется со скоростью от 10 —…

Сокращение и расслабление мышцы осуществляется за счет потенциальной химической энергии, которая освобождается при расщеплении богатых энергией органических веществ. В организме животного такими источниками энергии являются аденозинтрифосфорная (АТФ) и креатинфосфорная (КрФ) кислоты, а также углеводы, белки и жиры, входящие в состав пищевых веществ. Первичным источником химической энергии, трансформируемой в механическую энергию мышечного сокращения, является АТФ. При…

Химизм и механизм мышечного сокращения (Химические превращения)

Схема взаимного расположения поверхности мембраны (1), поперечных трубочек (2), саркоплазматического ретикулума (3) и микрофибрилл (4) в скелетном мышечном волокне: А — анизотропный диск; I — изотропный диск; Z — мембрана актиновых нитей. Химические превращения, в ходе которых происходит сокращение мышцы, к настоящему времени изучены достаточно хорошо. Однако далеко не полностью даны ответы на вопросы: почему…

Миозин по своим свойствам вполне отвечает требованиям, которые предъявляются к сократительному белку: он обладает достаточной прочностью, выраженными фибриллярными и эластическими свойствами, относительно большим количественным содержанием (около 40% сухого вещества мышцы). Энергия АТФ освобождается из химически связанной формы при помощи фермента аденозинтрифосфатазы, входящего в состав миозина и осуществляющего свою функцию в комплексе с мышечным белком. Несколько…

Основы механохимии заложили В. А. Энгельгардт и М. Н. Любимова, открывшие ферментативную активность миозина и роль АТФ в энергетике мышечного сокращения. В механизмах мышечного сокращения важная роль принадлежит электрическому полю, создаваемому ионами Са2+. Они поступают к сократительным элементам мышцы из цитоплазматических каналов мышечного волокна. Ионы Са2+ накапливаются по обе стороны Z-мембраны и, взаимодействуя с отрицательно…