Типы мышечных волокон, их характеристика (белые, красные, смешанные).

Поперечно-полосатые мышцы

· Скелетные мышцы

· Белые мышцы (быстрые)

· Красные мышцы (медленные)

· Сердечная мышца

Скелетные мышцы (2 типа)

n Красные мышцы, способные к продолжительной деятельности.

¨Богаты гемопротеидами:

nХорошее кровоснабжение – гемоглобин.

nЗапас кислорода – миоглобин.

nБольшое количество митохондрий – цитохромы.

nПреобладает аэробный метаболизм, главный энергоресурс – окисление жиров.

nМалый Æ, хорошо кровоснабжаются, много митохондрий, СР менее развит, активна Ca²⁺-АТФаза, запасы эндогенного субстрата – жир (ТГ),

nЭнергообеспечение – аэробные процессы

 

n Белые мышцы, функционирующие в импульсном режиме (недолго и быстро).

¨Главный энергоресурс – запасы гликогена, анаэробный гликолиз.

nбольшой Æ, запас эндогенный субстратов (гликоген, креатинфосфат), хорошо развит саркоплазматический ретикулум (СР),

nосновной энергетический процесс – анаэробный гликолиз

Автономность мышечной ткани (запас субстратов, кислорода, макроэргов, набор ферментов, стабилизирующих АТФ.

 

Субстраты метаболизма

nМышечная ткань использует разные субстраты метаболизма: глюкозу, жирные кислоты, кетоновые тела.

nСкелетные мышцы различаются по энергозатратам в зависимости от их активности.

nВ покоящейся мышце главным энергетическим субстратом являются жирные кислоты:

¨При физической нагрузке главным субстратом становится глюкоза.

¨Поэтому в мышцах имеется значительный запас гликогена.

Гликоген мышечной ткани

nВ скелетных мышцах хранится около ¾ всего гликогена организма.

nВ печени – большая часть из оставшейся ¼.

¨Глюкоза не может выйти из мышц, так как в мышцах отсутствует фермент глюкозо-6-фосфатаза.

Лактат, аланин, циклы Кори и Фелига

nПри физической нагрузке скорость анаэробного гликолиза в мышце выше, чем цикла Кребса Þ лактат накапливается и выходит из клеток.

nДругой продукт метаболизма – аланин – образуется при переаминировании пирувата.

nИ лактат, и пируват транспортируются с кровотоком в печень, где снова превращаются в глюкозу (ГНГ).

¨Глюкозо-лактатный цикл (Кори).

¨Глюкозо-аланиновый цикл (Фелига).

Белки

n Мышечные белки также могут использоваться для энергообеспечения.

¨Однако этот процесс энергетически невыгоден и вреден – снижает шансы на выживаемость организма.

nПоэтому катаболизм мышечных белков в нормальном состоянии минимален, увеличивается лишь в крайнем случае (напр. при голодании).

Энергетический резерв: Креатинфосфат

nВ мышцах, наряду с АТФ, имеется дополнительный энергетический резерв – креатинфосфат (КФ).

nСодержание КФ может в 5-7 раз превышать концентрацию АТФ.

nВысокая концентрация в клетке АТФ невозможна – тормозятся основные пути энергетического метаболизма.

nКФ быстро расходуется в начальном периоде физической нагрузки, поэтому, как и запасы гликогена, должен восполняться в периоде покоя.

Энергетический метаболизм мышц

nПри интенсивной мышечной работе:

^¨АТФ^4- → АДФ^3- + Фн^2- + H⁺

¨ актомиозин проявляет свойства АТФ-азы;

Дипептиды: ансерин и карнозин

nЗакислению препятствуют буферные дипептиды ансерин и карнозин, содержащие гистидин.

 

nСкорость гидролиза АТФ превышает скорость его синтеза.

nАДФ накапливается, но не используется ни в каких реакциях, кроме аденилаткиназной:

¨2 АДФ ↔ АТФ + АМФ (миоаденилаткиназа)

nВ ходе аденилаткиназной реакции накапливается АМФ. Снижает его концентрацию фермент АМФ-дезаминаза:

¨АМФ → ИМФ + NH₃

Цикл пуриновых нуклеотидов

 

nВыделяющийся аммиак должен элиминировать в виде глутамина, аспарагина или аланина.

¨Глу + NH₃ + АТФ → Глн + АДФ + Фн (глутамин-синтетаза)

¨Асп + Глн → Асн + Глу (аспарагин-синтетаза)

¨ПВК + Глу ↔ Ала + a-кетоглутарат (аланин-аминотрансфераза)

nЭти аминокислоты с кровотоком достигают печени, где используются как субстраты ГНГ. Т. обр., мышцы играют важную роль в межорганном обмене субстратами (циклы Кори и Фелига).

Пути утилизации АТФ в мышце

n Механическая работа – мышечное сокращение.

n Работа АТФ-аз, обеспечивающая электрическую составляющую:

nNa⁺/K⁺-АТФ-аза – способствует поддержанию потенциала покоя; транспорт субстратов.

nCa²⁺-АТФ-аза – мышечное расслабление,

nMg²⁺-АТФ-аза – стабилизация АТФ, и т.д.

n Расслабление мышц – АТФ-зависимый процесс (откачивание Ca²⁺ из саркоплазмы).