Химизм и механизм мышечного сокращения
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 расщеплении ее на аденозиндифосфорную и фосфорную кислоты освобождается конечная, наиболее богатая энергией связь. Вследствие особой молекулярной структуры (АТФ состоит из аденина, пентозы и трех фосфатных остатков) АТФ не только освобождает энергию при расщеплении, но и переносит ее на сократительные элементы мышцы. Эта способность и делает АТФ единственным источником энергии, обеспечивающим сократительную функцию.
Запасы АТФ в человеческом организме сравнительно невелики. В мышцах, например, АТФ составляет около 0,25% от их массы. Поэтому расходование ее при мышечной работе должно сопровождаться постоянным ресинтезом за счет энергии аэробных и анаэробцых процессов.
При мышечной работе создаются условия ускоренного ресинтеза АТФ: повышается концентрация основных акцепторов макроэргических фосфорильных остатков (АДФ и адениловой кислоты). Перенос фосфорильных остатков с КрФ на АДФ — один из возможных путей ресинтеза АТФ при мышечной работе. Миокиназная реакция между молекулами АДФ — второй и гликолиз — третий путь, по которым идет ресинтез АТФ. Эти реакции осуществляются в саркоплазме. Они не связаны с субклеточными структурами (митохондриями) и протекают без участия кислорода.
«Физиология человека», Н.А. Фомин
Гладкий тетанус не имеет и кратковременных периодов расслабления. В экспериментальных условиях гладкий тетанус может быть получен при интервалах между двумя смежными стимулами, равными или незначительно превышающими длительность абсолютной рефрактерной фазы. Для получения зубчатого тетануса необходимы более длительные интервалы между следующими друг за другом раздражающими стимулами. Этот интервал должен быть не меньшим, чем время от начала…
Сила сокращения мышцы зависит от целого ряда факторов. Наиболее важными из них являются величина физиологического поперечника мышцы, число нервно-мышечных единиц, вовлекаемых в работу, микро- и макроструктура мышц. Предварительно растянутая мышца укорачивается на большую величину. Одиночное мышечное волокно развивает усилие до 100 — 200 мг. Чем больше суммарное поперечное сечение всех входящих в мышцу мышечных волокон…
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 —…
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…
