Роль атф

АТФ необходим для размыкания связей актин-миозин в ходе сокращения.

Исчезновение АТФ из саркоплазмы приводит к следующим последствиям:

1. кальциевый насос саркоплазматического ретикулума перестаёт поддерживать низкую концентрацию кальция в саркоплазме, в результате миозиновые головки остаются закреплены мостиковым механизмом на F-актине;

2. АТФ не взаимодействует с головкой миозина, следовательно, миозин не отделяется от F-актина.

Миозиновая регуляция сокращения

Этот тип регуляции является ведущим для гладкой мускулатуры. Это связано с тем, что в гладких мышцах упорядоченность нитей миозина отсутствует, нет тропониновой системы. Кроме того, миозин имеет иную молекулярную структуру. Вместе с тем, также как и в поперечно-полосатых мышцах, процесс сокращения регулируется Ca²⁺.

Для активации миозиновой АТФ-азы, с целью обеспéчения взаимодействия с F-актином, необходимо фосфорилирование лёгкой цепи миозина, которое происходит с участием активированной комплексом кальмодулин×4Ca²⁺ сАМФ-зависимой киназы. Таким образом, фосфорилирование миозина стимулирует его АТФ-азную активность и запускает сократительный цикл.

Роль ионов магния.

1. Способствует связыванию АТФ с головкой миозина.

2. При контакте миозина и актина резко активирует ферментативную активность миозина.

3. Ингибирует в высоких концентрациях активность миозина, но не препятствует присоединению АТФ, когда нет контакта актина и миозина.

4. Особенности метаболизма и энергетического обмена в клетках поперечно - полосатой и гладкой мускулатуре.

Существует два основных типа мышечных клеток: гладкие и поперечно-полосатые. Первые находятся под контролем вегетативной нервной системы, сокращаются непроизвольно, медленно, но могут делать это долго. Они не имеют поперечной исчерченности при микроскопии. Обнаружены в матке, кишечнике и кровеносных сосудах. Сердечная мышца имеет свои особенности – присутствует поперечно-полосатая исчерченность, но сокращение происходит непроизвольно.

Особенности метаболизма и энергетического обмена в клетках поперечно – полосатой мускалутуры. Пути генерации и восстановление запасов атф в мышечных клетках.

АТФ – единственный непосредственный источник энергии для мышечного цикла сокращение-расслабление – может образовываться за счёт:

1. окислительного фосфорилирования,

2. субстратного фосфорилирования.

Окислительное фосфорилирование – основной путь генерации АТФ в медленных скелетных мышцах. Обильно снабжаемые кровью, они имеют значительные резервы кислорода, связанного с миоглобином, в них много митохондрий. Сокращение происходит медленнее, чем у белых мышц, но они дольше не утомляются.

Быстрые (белые) мышцы хуже снабжаются кровью, следовательно, кислородные запасы их меньше, АТФ у них образуется в результате гликолиза, но из-за его низкого темпа и малого выхода АТФ, в них быстро развивается утомление вследствие накопления лактата. Примером быстрых мышц являются глазные, медленных – мышцы спины (поддержание позы). Для обеспéчения длительного напряжения, красные мышцы резервируют кислород в миоглобине, имеющего красный цвет и придающий окраску этой ткани. В то время как в белых мышцах, содержание миоглобина невелико.

Метаболизм сердечной мышцы имеет свои особенности: сердечная мышца очень чувствительна к недостатку кислорода. АТФ, в основном, образуется путём окислительного фосфорилирования. Анаэробный гликолиз для регенерации АТФ в сердце человека практически не протекает.

Характерной особенностью миокарда является преимущественное аэробное окисление веществ неуглеводной природы, по сравнению со скелетной мышцей. Только 30% кислорода расходуется в миокарде на окисление углеводов. Главным энергетическим субстратом после приёма пищи являются жирные кислоты, обеспечивающие 70% потребности в энергии. Из свободных жирных кислот в сердце наиболее легко окисляется олеиновая кислота. При нагрузке используются глюкоза, лактат, пируват.