Механізм м'язового скорочення

, Нині існує кілька теорій скорочення м'язів. Згідно з гіпотезою угорського ' біохіміка Сцент-Дьєрдьї, нервовий імпульс, проходячи по м'язовому волокну, викликає звіль­нення з відповідних депо активуючої речовини — іонів Са**, що сприяють сполученню актину і міозину у більш жорстку молекулу актоміозину. Пізніше Н-мероміозин, во­лодіючи АТФазною дією, розщеплює аденозинтрифосфат на складові частини. Звільнена при цьому енергія переда­ється на L-мероміознн, молекули якого, втрачаючи елект­ричний заряд, створюють зморшки, в результаті чого і на­стає скорочення м'яза.

X. Хакслі пояснює скорочення м'язів ковзанням моле­кул актину уздовж молекул міозину.

У процесі ковзання поперечні зв'язки між актином і міо­зином поперемінне Замикаються і розмикаються. Вважа­ють, що це процеси, пов'язані з дефосфорилтованням і ресинтезом АТФ. '

У механізмі ковзання протофібрил важливе місце від­водиться поперечним місткам, що являють собою 'спіраль поліпептидного походження. Містки розміщені на кінцях молекули міозину.

У розслабленому м'язі містки розтягнуті внаслідок вза­ємного відштовхування молекул АТФ, викликаного нега­тивним зарядом фосфатної групи. Як уже зазначалося, іо­ни кальцію, що звільняються при збудженні, нейтралізують негативний заряд фосфатної групи АТФ і місток скорочу­ється, підтягуючи актинові нитки з обох боків 2-пластинок.

Під час скорочення містка, зумовленого розпаданням АТФ, контакт між міозиновими та актиновими нитками по­рушується, але швидкий ресинтез АТФ відновлює початко­ву довжину містка і він знову приєднується до активних ниток. Почергово скорочення та розслаблення містків і за­безпечує безперервне ковзання тонких ниток актину в про­міжках між міозиновими нитками.

Сила і робота м'язів

Сила м'яза виявляється в його максимальному напру­женні. Визначають її за масою найбільшого вантажу, який може бути піднятим,. Точніше, м'язову силу. можна вимірювати за допомогою динамометрів, приладів, що реєструють напруження м'яза, який перебуває в умовах ізометричного скорочення.

М'язова сила залежить від товщини м'яза, його фізіоло­гічного поперечника, тобто суми площі розтину всіх м'я­зових волокон, перерізаних перпендикулярно до їх довжи­ни. Найбільшою силою володіють перисті м'язи (рис. 129), у яких фізіологічний поперечник значно перевищує анато­мічний. Сила м'яза залежить також і від його початкової довжини. Розтягнутий м'яз здатний підняти значно біль­ший вантаж порівняно з нероз-тягнутим. На силу м'язів впли­ває функціональний стан орга­нізму. М'язова сила збільшу­ється при тренуванні та з ві­ком. Вона зменшується при стомленні, голодуванні та ста­рінні.

Для порівняння сили різ­них м'язів одного або багатьох видів тварин введено поняття абсолютної сили.

Абсолютна сила — величи­на найбільшого вантажу в кі­лограмах, який м'яз може під­няти в перерахунку на 1 см² фізіологічного поперечного розтину. Абсолютна сила три­голового м'яза плеча людини — 16,8 кг/см², м'язів жаби — 2—3, а м'язів комах — 6,9 кг/см².

Піднімаючи вантаж, м'яз виконує механічну роботу W, що вимірюється добутком маси вантажу р на висоту h його підняття W=рh.

Величина роботи залежить від маси вантажу та висоти скорочення м'яза. Важливим фактором, що впливає на ви­соту скорочення, є довжина м'язових волокон. М'язи з дов­гими, паралельно розташованими волокнами піднімають вантаж на більшу висоту, ніж перисті. Попереднє розтяг­нення м'яза помірно збільшує висоту його скорочення. При надмірному розтягненні вона помітно зменшується.