14.Особенности химического состава мышц. Атф-регенерирующая система мышц.

Скелетные и сердечные мышцы при микроскопическом исследовании обнаруживают поперечную исчерченность, в гладких мышцах такая исчерченность отсутствует.

В отличие от поперечно–полосатых мышц гладкие мышцы не содержат белок тропонин.

Ингибитором взаимодействия актина с миозином в гладких мышцах служит р-легкая цепь миозина,

а в поперечно-полосатых мышцах

тропонин –I.

В гладких мышцах холестерина больше чем в сердечной и скелетной мускулатуре.

Сердечная мышца по своей структуре и свойствам сходна с красными скелетными мышцами, но в них в два раза больше содержится холестерина и фосфолипидов чем скелетных мышцах.

Гликоген в сердечной мышце меньше метаболизируется и уровень его не подвергается большим колебаниям, как это имеет место в скелетной мышце.

Содержание креатина и АТФ в сердечной мышце почти в два раза меньше чем в скелетной. В миокарде в основном идут аэробные процессы.

Основным источником энергии для сердечной мышцы являются жирные кислоты (70% потребляемого сердечной мышцей кислорода используется для окисления жирных кислот), глюкоза, лактат и пируват.

Поперечно-полосатая мышца состоит из многоядерных, богатых митохондриями клеток, окруженных электровозбудимой мембранной – сарколеммой.

Отдельная мышечная клетка может иметь длину равной длине мышцы и достигает длины до 12 см. Толщина мышечной клетки равна 10-100 мкм.

При микроскопии в саркоплазме (цитоплазме) мышечной клетки обнаруживается пучок, состоящий из множества параллельно расположенных миофибрилл.

Каждая миофибрилла собрана из множества саркомеров, длина которых от 1500 до 2300 нм., ограниченных друг от друга Z-пластинками, которые сформированы белком -актинином.

Саркомер - это функциональная единица мышцы.

Каждый саркомер построен из белковых нитей (филаментов) двух типов –толстых и тонких нитей.

Основным белком толстых нитей является миозин

Белком тонких нитей: актин, тропонин, тропомиозин.

Толстые нити имеют два конца противоположной полярности имеющие выросты.

Выросты на толстых нитях образованы головками миозина, из множества молекул которого и собраны толстые филаменты саркомеров.

Поперечная исчерченность мышц, видимая под световым микроскопом – это результат своеобразной организации мышечных клеток и ориентации миофибрилл относительно друг друга.

15. Биохимические механизмы процесса мышечного сокращения и расслабления.

Сокращение мышцы включается нервным сигналом – потенциалом действия, возникающего за счет градиента концентрации ионов К+ и Nа+ на мембране нервной клетки, который через нервно-мышечный синапс при посредстве медиатора ацетилхолина трансформируется в потенциал действия сарколеммы и трубочек Т-системы.

Ответвления трубочек окружают каждую миофибриллу и контактируют с цистернами саркоплазматического ретикулума.

Потенциал действия, поступающий по трубочкам, вызывает деполяризацию мембран цистерн саркоплазматического ретикулума.

Происходит высвобождение ионов Са в цитозоль и в миофибриллы, где ионы кальция в поперечно-полосатых мышцах связываются с С-тропонином, а в гладких мышцах с кальмодулином.

Через эти кальций - связывающие белки и осуществляется регуляция процессов мышечного сокращения и расслабления.

В исходном состоянии головки миозина нагружаются молекулами АТФ

Свободно вращаясь под большим углам, головки миозина контактируют с F - актином, образуя с осью фибриллы угол около 90о.

Ассоциация головок миозина с актином в присутствии ионов Са++, приводит к активации Са-АТФ-азы, к гидролизу АТФ и освобождению АДФ и неорганического фосфата.

Это меняет угол взаимосвязи головок миозина с актином с 90о до 45о и приводит к продвижению актина на 10-15 нм в направлении центра саркомера, т.е. меняется конформация белков комплекса F-актин-миозин - происходит сокращение.

Ионы Са активно откачиваются в цистерны Т-системы, что приводит к инактивации АТФ-азы головок миозина.

Новые молекулы АТФ связываются с головками миозина в комплексе миозин - F-актин, образуя комплекс миозин-АТФ, который обладает низким сродством к актину. Это приводит к отделению головок миозина от F-актина –

Восстанавливается исходная конформация белков толстых и тонких нитей саркомеров - происходит расслабление.

Единственным лимитирующим фактором мышечного сокращения и расслабления является АТФ, а главным регулятором этих процессов являются ионы Са++, которые накапливаются в цистернах саркоплазматического ретикулума в комплексе со специальным Са-связывающим белком кальсеквестрином.