Механизм сокращения мышечного волокна.



Мы поможем в написании ваших работ!


Мы поможем в написании ваших работ!



Мы поможем в написании ваших работ!


ЗНАЕТЕ ЛИ ВЫ?

Механизм сокращения мышечного волокна.



В 1954 году Г.Хаксли и Н.Хэнсон обнаружили, что актиновые и миозиновые филаменты не изменяют своей длины при укорочении или удлинении саркомера и вывели теорию скольжения нитей: мышечное сокращение происходит при последовательном связывании нескольких центров миозиновой головки поперечного мостика с определенными участками на актиновых филаментах.

В покоящихся мышечных волокнах молекулы тропомиозина в покое располагаются так, что предотвращают прикрепление поперечных мостиков миозина к актиновым нитям (мышца расслаблена).

Возникающий в области аксо-соматического синапса потенциал действия распространяется по системе Т-трубочек вглубь волокна, вызывая деполяризацию цистерн саркоплазматического ретикулума (депо Са2+). При деполяризации мембраны саркоплазматического ретикулума происходит открытие ее Са-каналов и выход Са2+ в саркоплазму по концентрационному градиенту.

При повышении в миоплазме концентрации Са2+ он поступает к сократительным белкам, где связывается с тропонином. Последний конформируется и изменяет пространственное расположение на актиновой нити тропонин-тропомиозинового комплекса. В результате нить тропомиозина отодвигается, открывая для миозиновой головки возможность соединения с актином. Соединение головки приводит к резкому «сгибанию» поперечного мостика и перемещению нити актина на 1 шаг (20 нм или 1% длины актина) к середине саркомера с последующим разрывом мостика.

Укорочение мышечного волокна при сокращении мышцы происходит за счет вдвигания актиновых нитей между миозиновыми нитями. Этот процесс осуществляется посредством веслообразных движений поперечных мостиков, обладающих АТФазной активностью. В результате происходит расщепление АТФ, энергия которого идет на скольжение актиновых нитей относительно миозиновых.

Под действием реполяризации происходит удаление Са2+ в саркоплазматический ретикулум. Включаются также насосы клеточных мембран, перекачивающие Са2+ в межклеточную жидкость. Поэтому Са2+ отсоединяется от тропонина и тропомиозин снова блокирует актин. В результате актиновые нити отдвигаются назад, занимая прежнее положение. При этом на одно рабочее движение одного мостика тратится энергия 1 молекулы АТФ, еще одной – на возврат 2 ионов Са2+ в цистерны.

Все это приводит к расслаблению мышцы вплоть до момента прихода очередного потока нервных импульсов, когда описанный выше процесс повторяется.

Совокупность процессов, обуславливающих распределение потенциала действия вглубь мышечного волокна, выход Са2+ из саркоплазматического ретикулума, взаимодействие сократительных белков и укорочение миофибрилл, называется сопряжением возбуждения и сокращения, или электромеханическим сопряжением.

Физические свойства скелетных мышц и режимы мышечных сокращений.

Физические свойства скелетных мышц.

· Растяжимость – способность мышцы изменять свою длину под действием растягивающей ее силы.

· Эластичность – способность мышцы принимать свою первоначальную длину после прекращения действия растягивающей или деформирующей силы.

· Сила мышцы. Она определяется максимальным грузом, который мышца в состоянии поднять.

· Способность мышцы совершать работу. Работа мышцы определяется произведением величины поднятого груза на высоту подъема. Работа мышцы постепенно увеличивается с увеличением груза, но до определенного предела, после которого увеличение груза приводит к уменьшению работы, т.к. снижается высота подъема груза.

Режимы мышечных сокращений.

При непосредственном раздражении мышцы (прямое раздражение) или опосредованно через иннервирующий ее двигательный нерв (непрямое раздражение) одиночным стимулом возникает одиночное мышечное сокращение, в котором выделяют три фазы:

– латентный период – время от начала действия раздражителя до начала ответной реакции;

– фаза сокращения (фаза укорочения);

– фаза расслабления.

Амплитуда одиночного сокращения мышцы зависит от количества сократившихся миофибрилл, порог чувствительности которых различен. Так, пороговое раздражение вызывает сокращение лишь наиболее возбудимых мышечных волокон, амплитуда такого сокращения минимальна. При увеличении силы раздражающего тока в процесс возбуждения последовательно вовлекаются и менее возбудимые группы мышечных волокон, амплитуда сокращений суммируется и растет до тех пор, пока в мышце не останется волокон, не охваченных процессом возбуждения. В этом случае регистрируется максимальная амплитуда сокращения, которая при дальнейшем наращивании силы раздражения не увеличивается.

В естественных условиях к скелетной мышце из центральной нервной системы поступают не одиночные импульсы, а серия импульсов, следующих друг за другом с определенными интервалами (менее 0,11 с), на которую мышца отвечает длительным сокращением. Такое длительное сокращение мышцы, возникающее в ответ на ритмическое раздражение, получило название тетанического сокращения, или тетануса. Различают два вида тетануса: зубчатый и гладкий. Если каждый последующий импульс возбуждения поступает к мышце в тот период, когда она находится в фазе расслабления, то возникает зубчатый тетанус, а если в фазу укорочения – гладкий тетанус. Амплитуда тетанического сокращения превышает амплитуду одиночного мышечного сокращения.



Последнее изменение этой страницы: 2021-04-05; Нарушение авторского права страницы; Мы поможем в написании вашей работы!

infopedia.su Все материалы представленные на сайте исключительно с целью ознакомления читателями и не преследуют коммерческих целей или нарушение авторских прав. Обратная связь - 3.236.212.116 (0.012 с.)