Современная теория мышечного сокращения и расслабления. Роль сократительных белков и кальция в развитии мышечного сокращения. Электрохимическое сопряжение
Мышца состоит из мышечных волокон. Мышечное волокно имеет до 1000 миофибрилл. Каждая миофибрилла состоит из множества параллельно лежащих тонких и толстых нитей.
Механизм мышечного сокращения
Толстые нити – это белок миозин, тонкие нити – это белок актин и расположенные на нем вспомогательные белки тропонин и тропомиозин.
К Z-мембране прикреплены нити актина. Между двумя нитями актина лежит одна толстая нить миозина (между двумя Z-мембранами) и она взаимодействует с двумя нитями актина. На нитях миозина есть выросты (ножки), на концах выростов имеются головки миозина (150 молекул миозина).
Тропомиозин, когда мышца расслаблена, пространственно препятствует взаимодействию головок миозина с активными центрами актина. Рядом с тропомиозином располагается молекула тропонина.
Сокращение мышц возникает тогда, когда в районе нитей актина и миозина создается избыток ионов кальция. Возникает тропонин-кальциевый комплекс, и молекула тропонина меняет свою конфигурацию таким образом, что выталкивает тропомиозин. Это и смещает нити актина и миозина относительно друг друга на одно гребковое движение.
Головки миозина расщепляют АТФ и за счет высвобождающейся энергии меняют конформацию, скользя по актиновым филаментам. Цикл можно разделить на 4 стадии:
- Свободная головка миозина связывается с АТФ и гидролизует его до АДФ и фосфата и остаётся связанной с ними. (Обратимый процесс — энергия, выделившаяся в результате гидролиза, запасается в изменённой конформации миозина).
|
|
|
- Головки слабо связываются со следующей субъединицей актина, фосфат отделяется, и это приводит к прочному связыванию головки миозина с актиновым филаментом. Эта реакция уже необратима.
- Головка претерпевает конформационное изменение, производящее подтягивание толстого филамента к Z-диску (или, что эквивалентно, свободных концов тонких филаментов друг к другу).
- Отделяется АДФ, за счёт этого головка отделяется от актинового филамента. Присоединяется новая молекула АТФ.
Все это – теория скольжения. То есть, при сокращении мышечного волокна не происходит укорочения нитей актина и нитей миозина, а происходит их скольжение относительно друг друга. Это энергоемкий процесс.
Электромеханичекое сопряжение
Мембрана мышечного волокна имеет вертикальные углубления (Т-системы), которые располагаются в районе нахождения саркоплазматического ретикулума.
Возбуждение, которое возникает в мышце, осуществляется за счет входящего натриевого тока. Натрий (Na+), вошедший в клетку в области Т-систем, быстро оказывается в саркоплазматическом ретикулуме. Избыток натрия (Na+) начинает вытеснять кальций (Ca++) из саркоплазматического ретикулума в район сократительных белков (актина и миозина) и концентрация
|
|
|
кальция (Ca++) возрастает в 100 раз. Это и запускает процесс сокращения.
Это и есть процессы, обеспечивающие электромеханическое сопряжение (т.е. взаимосвязь между возбуждением и сокращением).
Энергия АТФ расходуется в ходе мышечного сокращения:
- на работу Са++ -насоса (локализован в мембране СПР закачивает ион против градиента концентрации из саркоплазмы);
- на работу К+/Na+ - насоса;
- на разрыв связей ножек миозина и активных центров актина
- Общие принципы регуляции функций. Рефлекторная деятельность ЦНС. Нервный центр, свойства нервных центров, особенности проведения возбуждения по нервным центрам.
Регуляция функций – это активное управление функциями организма для обеспечения постоянства внутренней среды организма, требуемого для этого обмена веществ, энергии и информации и обеспечения адекватного приспособления к окружающей среде.
Виды регуляторных влияний:
-Триггерное влияние (пусково);
-Корригирующее влияние (на текущую функцию);
-Трофическое (метаболическое) влияние – первично изменяется обмен в-в, а вторично – функция.
|
|
|
-Морфогенетическое – первично изменяется структура, вторично – функция.
Типы реагирования:
-По возмущению. Возникает при внешнем воздействии какого-либо фактора на организм, изменяющим условия его существования (адаптивная регуляция).
-По отклонению. Отклонение одного или нескольких параметров внутренней среды инициирует регуляторные влияния, направленные на нормализацию показателей внутренней среды (гомеостатическая регуляция).
Нервная регуляция осуществляется за счет соматической и вегетативной нервной системы. Они обеспечивают регуляцию вегетативных и соматических функций.
Гуморальная регуляция – осуществляется за счет химических веществ, находящихся в биологических средах (кровь, лимфа, межклеточная жидкость). Это БАВ – вещества которые способны в небольших концентрациях производить значительных эффект.
В основе нервной регуляции лежат рефлексы.
Рефлекс – это стереотипная реакция организма на действие раздражителей при обязательном участии ЦНС.
Дата добавления: 2018-05-02; просмотров: 2506; Мы поможем в написании вашей работы! |
Мы поможем в написании ваших работ!