Функции и свойства скелетных мышц

Скелетная мускулатура является составной частью опорно-двигательного аппарата человека. При этом мышцы выполняют следующие функции:

1)обеспечивают определенную позу тела человека;

2)перемещают тело в пространстве;

3)перемещают отдельные части тела относительно друг друга;

4) являются источником тепла, выполняя терморегуляционную функцию.

Скелетная мышца обладает следующими важнейшими свойствами:

1. возбудимостью

2. проводимостью

3. сократимостью

4. эластичностью

Мышечное волокно - это многоядерная структура, окружена мембраной и содержит сократительный аппарат — миофибриллы. В саркоплазме клеток содержатся митохондрии, системы продольных трубочек —саркоплазматическая сеть(ретикулум) и система поперечных трубочек —Т-система. Функциональной сократительной единицей мышечной клетки является саркомер; из саркомеров состоит миофибрилла. Саркомеры отделяются друг от друга Z-пластинками. Они последовательно расположены в миофибрилле, поэтому сокращение саркомеров вызывает сокращение миофибриллы и общее укорочение мышечного волокна.

РИСУНОК

Механизм мышечного сокращения

Скелетная мышца - это сложная система, трансформирующая химическую энергию в механическую работу и тепло. В настоящее время хорошо исследованы молекулярные механизмы этого преобразования.

В процессе сокращения мышечного волокна в нем происходят этапы:

1. Раздражение

2. Возникновение ПД

3. Проведение его вдоль клеточной мембраны и вглубь волокна по трубочкам Т – систем

4. Деполяризация мембраны саркоплазматического ретикулума

5. Освобождение Ca 2+ из триад и диффузия его к миофибриллам

6. Взаимодействие Са 2+ с тропонином и выделение АТФ

7. Скольжение актиновых и миозиновых нитей

8. Сокращение мышцы

9. Понижение концентрации Са 2+ в межфибриллярном пространстве из-за работы Са-насоса

10. Расслабление мышцы

1. Электрохимическое преобразование:

а)генерация ПД.

б)распространение ПД по системе Т-трубочек, которая связывает поверхностную мембрану и сократитель­ный аппарат мышечного волокна.

в)распространение ПД по мембране Т-трубочек и саркоплазматического ретикулума приводит к активации ферментов, вследствие чего образуется инозитолтрифосфат (ИТФ). Он активирует кальциевые каналы и из мембран цистерн СПР высвобождаются ионы Са²⁺. Внутриклеточная концентрация их повышается.

2. Хемомеханическое преобразование:

а)связывание ионов Са²⁺с тропонином. Он меняет свою конформацию и смещается в желобок между нитями актина, при этом освобождаются активные центры на актиновых филаментах. После этого возможно взаимодействие поперечных мостиков миозина с актиновыми нитями.

б)взаимодействие миозиновой головки с актином. При этом головка миозина присоединяется к первому из нескольких последовательно расположенных стабильных центров. Вращение голов­ки приводит к увеличению упругой эластической тяги шейки по­перечного мостика и увеличению напряжения. Головки поперечных мостиков последовательно соединяются и разъединяются с актиновыми филаментами, что приводит к плавному смещению тонких и толстых нитей.

в)скольжение нитей актина и миозина относительно друг друга и умень­шение размеров саркомера и общей длины мышцы. Это приводит к развитию напряжения или укорочения мышечного волокна.

***