3 июня 2009

Химизм и механизм мышечного сокращения (Химические превращения)

Схема взаимного расположения поверхности мембраны (1), поперечных трубочек (2), саркоплазматического ретикулума (3) и Схема взаимного расположения поверхности мембраны 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 АТФ является единственным (из известных) источником энергии, трансформирующимся непосредственно в механическую энергию? Каковы механизмы этого перехода?

Процесс трансформации энергии, аккумулированной в АТФ, в механическую работу реализуется в миофибриллах. Миофибриллы состоят из толстых и тонких протофибрилл (миофиламентов). Толстые протофибриллы — это структурные единицы белка миозина, тонкие — актиновые нити. Актиновые нити прикреплены к особым белковым образованиям — Z-пластинам. Толстые миозиновые волокна лежат между актиновыми. Мембрана мышечного волокна через каждые 2 — 3 мкм втягивается между сократительными структурами, образуя сеть каналов — саркоплазматический ретикулум.

В каналах саркоплазматического ретикулума содержится избыточное количество ионов Са2+ (концентрация их в каналах примерно в 10 000 раз выше, чем в цитоплазме).

Непосредственное отношение к мышечному сокращению имеют 4 вида белков миофибрилл: миозин, актин, тропомиозин и тропонин. Они составляют около 80% всех мышечных белков.

«Физиология человека», Н.А. Фомин

Читайте далее:



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…

Н. Е. Введенским было установлено, что увеличение частоты и силы раздражающего агента (до известного предела) сопровождается увеличением ответной реакции живой ткани. При большой частоте раздражений часть сигналов попадает в рефрактерную фазу, конечный эффект при этом не увеличивается. Дальнейшее увеличение частоты и силы раздражителя сопровождается сначала сниженным по амплитуде ответом, а затем полной его утратой. В…

Способность возбудимых тканей отвечать на действие раздражителя с определенной частотой, обусловленная скоростью процесса возбуждения, характеризует функциональную подвижность, или лабильность. Мерой функциональной подвижности может служить максимальный ритм возбуждения. Высокая частота раздражений приводит к падению лабильности. Однако можно подобрать некоторые средние, так называемые оптимальные ритмы раздражения, которые обеспечивают длительную работу возбудимого субстрата, без снижения ее эффективности. Максимальные…

Повреждение участка нерва снижает его лабильность: восстановление исходных свойств нервного волокна после прохождения волны возбуждения затягивается. Понижение лабильности в результате повреждения было названо Н. Е. Введенским парабиозом (от греч. рага — около, bios — жизнь). Этим названием Н. Е. Введенский подчеркивал нарушение жизнедеятельности на участке повреждения нерва. Развитие парабиотического процесса проходит три фазы: уравнительную, парадоксальную…