Промежуток между двумя Z-дисками называется саркомером.

Лекция№17

БИОФИЗИКА МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ

Мышечная активность - это одно из общих свойств высокоорганизованных живых организмов. Вся жизнедеятельность человека связана с мышечной активностью. Независимо от назначения, особенностей строения и способов регуляции принцип работы различных мышц организма одинаков.

Мышечная клетка отличается от других возбудимых клеток таким специфическим свойством, как сократимость, то есть способность генерировать механическое напряжение и укорачиваться. Кроме того, мышцы являются генератором тепла, причем не только при мышечной работе, холодовой дрожи, но и в режиме нетонического термогенеза.

Мышечная активность в процессе жизнедеятельности обеспечивает работы отдельных органов и целых систем: работу опорно-двигательного аппарата, легких, сосудистую активность, желудочно-кишечного тракта, сократительную способность сердца. Нарушение работы мышц (например, определяющих функционирование легких, сердца) может приводить к патологиям, а ее прекращение - даже к летальному исходу.

Электромеханическое сопряжение в мышцах

Функционирование мышцы (мышечного волокна) связано с протеканием разнообразных физических и биохимических процессов. При этом основные физические процессы протекают в такой последовательности:

1.Генерация потенциала действия в мышечных волокнах.

Быстрый пассивный выход ионов кальция из саркоплазматического ретикулума

А. Действие активного сократительного аппарата в миофибриллах с использованием химической энергии АТФ

В.Упругая деформация пассивных элементов миофибрилл и целой мышцы

Укорочение мышцы; генерация механической силы; совершение механической работы

Структура поперечно-полосатой мышцы. Модель скользящих нитей

Мышечная ткань представляет собой совокупность мышечных клеток (волокон), внеклеточного вещества (коллаген, эластин и др.) и густой сети нервных волокон и кровеносных сосудов. Мышцы по строению делятся на:

гладкие - мышцы кишечника, стенки сосудов,

поперечно-полосатые - скелетные, мышцы сердца.

Мышечное волокно представляет собой одну большую многоядерную клетку диаметром 20 - 80 мкм и окружено плазматической мембраной толщиной 10 нм. Длина волокон варьируется, в зависимости от вида мышцы, от сотен микрон до нескольких сантиметров.

Внутри волокна, кроме известных органелл (ядро, ядрышко, митохондрии, аппарат Гольджи и др.), находятся сократительный аппарат клетки, состоящий из 1000 - 2000 параллельно расположенных миофибрилл диаметром 1-2 мкм, а также клеточные органеллы: саркоплазматический ретикулум и система поперечных трубочек - Т-система.

а)

б)

Схематическое изображение миофибриллы мышечного волокна: а) - состояние покоя, б) - растяжение (подробности в тексте). Справа - схема расположения актина и миозина на поперечном срезе .

В миофибриллахразличают:

А-зону - темные полосы, которые в поляризованном свете дают двойное лучепреломление, то есть обладают свойством анизотропии,

I-зону - светлые полосы, не дающие двойного лучепреломления, то есть изотропные структура,

В области I-зоны проходит темная узкая полоса - Z-диск, т.е также анизотропная структура.

Промежуток между двумя Z-дисками называется саркомером.

Саркомер - элементарная сократительная единица мышечной клетки - упорядоченная система толстых и тонких нитей, расположенных гексагонально в поперечном сечении. Толстая нить имеет толщину »12 нм и длину »1,5 мкм и состоит из белка миозина. Тонкая нить имеет диаметр 8 нм, длину 1 мкм и состоит из белка актина, прикрепленного одним концом к Z-диску.

Актин, тропонин

^—Головка мостика

Микроструктура саркомера

Актиновая нить состоит из двух закрученных один вокруг другого мономеров актина толщиной по 5 нм .Эта структура похожа на две нитки бус, скрученные по 14 бусин в витке. В цепях актина регулярно примерно через 40 нм встроены молекулы тропонина, а сама цепь охватывает нить тропомиозина. При сокращении мышцы тонкие нити вдвигаются между толстыми. Происходит относительное скольжение нитей без изменения их длины. Этот процесс обусловлен взаимодействием особых выступов миозина - поперечных мостиков с активными центрами, расположенными на актине. Мостики отходят от толстой нити периодично на расстоянии 14,5 нм друг от друга.

Дата добавления: 2018-06-01; просмотров: 238; Мы поможем в написании вашей работы!
Поделиться с друзьями:

12 Следующая ⇒

Мы поможем в написании ваших работ!