3 июня 2009

Химизм и механизм мышечного сокращения (Основы механохимии)

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 заряженной АТФ, способствуют взаимному сближению миозина и актина.

В расслабленной мышце актин и миозин не контактируют друг е другом вследствие ингибирования актина тропонином. Сокращение мышечного волокна начинается с момента снятия тропониновой репрессии актина. В условиях покоя комплекс белков-ингибиторов, состоящий из тропомиозина и тропонина,препятствует сближению актина и миозина. При возникновении волны возбуждения в мышечном волокне из каналов цитоплазматического ретикулума освобождаются ионы Са2+. Тропонин связывается ионами Са2+ и теряет интибирующие свойства. В результате этого снимаются препятствия к образованию актомиозиновых мостиков и укорочению мышечного волокна.

Взаимному втягиванию актиновых и миозиновых протофибрилл способствуют цитоплазматические мостики миозина, на которых фиксируется АТФ. Они захватывают актиновые нити, отпускают их и снова захватывают (грейферный механизм). Электростатическая связь, удерживающая комплекс, легко разрушается при рефосфорилировании АТФ. Спиралевидно свернутая полипептидная цепь АТФ — миозин при рефосфорилировании растягивается в цепочку.

Отрицательные заряды АТФ и АДФ вызывают взаимное отталкивание протофибрилл актина и миозина. Мышца расслабляется. В расслаблении мышцы активную роль играют фактор Марша и быстрое поглощение ионов Са2+ саркоплазматической сетью каналов. Фактор расслабления действует только в присутствии ионов Mg2+ и теряет активность при выходе ионов Са2+ из цитоплазматических каналов мышечного волокна.

«Физиология человека», Н.А. Фомин

Читайте далее:



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 —…

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…