Композиция скелетных мышц
Каждая мышца уникальна по спектру входящих в её состав типов мышечных волокон. В зависимости от преобладания в мышцах конкретного типа мышечных волокон скелетные мышцы относят к «красным» и «белым» либо «быстрым» и «медленным». Соответственно, общая физиологическая характеристика мышцы – сила, скорость сокращения, выносливость – в большой мере определяется процентным соотношением в мышце типов волокон.
Этот спектр генетически детерминирован (отсюда практика типирования мышечных волокон при отборе спортсменов-бегунов — спринтеров и стайеров).
8. Механизм мышечного сокращения и расслабления
|
14 |
|
Модель скользящих нитей
Механизм мышечного сокращения объясняется моделью скользящих нитей, авторами которой принято считать Х.Хаксли и Дж.Хансона a (1954 г.).
|
При микроскопии миофибрилл в расслабленном состоянии и состоянии сокращения было отмечено, что при сокращении длина А-диска не меняется, а I-диск и H‑полоска уменьшаются и даже исчезают (рис. 709240129).
Рис. 709240129. Микрофотография миофибриллы при сокращении. МФ – миофибрилла, Z - Z-мембрана, M – M‑мембрана.
|
Отсюда был сделан вывод, что тонкие и толстые нити при сокращении не изменяют значимо свою длину, а скользят относительно друг друга (рис. 709240133, 709240134).
Рис. 709240133. Изменение саркомера при сокращении. Объяснение в тексте.
|
Рис. 709270838 показывает изменение саркомера при сокращении без деталей и может быть использован студентом при ответе.
Рис. 709270838. Изменение саркомера при сокращении (упрощённая схема). Объяснение в тексте.
|
9. Электромеханическое сопряжение
|
15 |
|
Совокупность явлений, обусловливающих связь между возбуждением (потенциалом действия) и сокращением мышечных волокон.
|
Имеет разные названия: «электромеханическая связь», или «электромеханическое сопряжение» (ЭМС), «электромеханический каплинг», связь «возбуждение — сокращение», «мембранно-миофибриллярная связь», этапы генерирования сокращения.
|
Электромеханическое сопряжение при сокращении скелетного миоцита
Под электромеханическим сопряжениемa понимают процесс преобразования электрического сигнала в химический, а затем в мышечное сокращение.
Расположение структур, обеспечивающих передачу электрического сигнала сокращение в мышечном волокне, строго упорядочены (рис. 709270643).
Рис. 709270643. Схема организации саркоплазматического ретикулума, Т‑трубочек и миофибрилл в мышечном волокне. 1 – сарколемма, 2 – триада, 3 - митохондрия, 4 – миофибриллы, 5 - саркоплазматический ретикулум (САР), 6 – терминальные цистерны САР |
К регулярно расположенным Т‑трубочкам с двух сторон подходят терминальные цистерны саркоплазматического ретикулума (САР).
Т‑трубочка и расположенные с двух сторон от неё цистерны образуют триаду.
Z‑мембраны и зоны перекрытия актиновых и миозиновых нитей расположены рядом с триадами.
Такая структура необходима для эффективного электромеханического сопряжения.
Электромеханическое сопряжение включает следующие процессы (рис. 709240356):
Рис. 709240356. Схема электромеханического сопряжения.
|
|
Рис. 709240358. Механизм открытия активного центра актиновых нитей для миозиновых головок при связывании тропонином 4 ионов Ca2+.
|
Этапы электромеханического сопряжения (продолжение)
|
Рис. 210201735 показывает механизм открытия активного центра актиновых нитей без деталей и может быть использован студентом при ответе.
Рис. 210201735. Механизм открытия активного центра актиновых нитей для миозиновых головок при связывании тропонином Ca2+.
|
Иногда электромеханическое сопряжение разбивают на 2 этапа – электрохимическое сопряжение от образования ПКП до выделения Ca2+ САР и хемомеханическое сопряжение от выделения Ca2+ САР до цикла миозиновых головок.