Механизмы мышечного сокращения

Электрохимический этап мышечного сокращения.

1. Генерация потенциала действия. Передача возбуждения на мышечное волокно происходит с помощью ацетилхолина. Взаимодействие ацетилхолина (АХ) с холинорецепторами приводит к их активации и появлению потенциала действия, что является первым этапом мышечного сокращения.

2. Распространение потенциала действия. Потенциал действия распространяется внутрь мышечного волокна по поперечной системе трубочек, которая является связывающим звеном между поверхностной мембраной и сократительным аппаратом мышечного волокна.

3. Электрическая стимуляция места контакта приводит к активации фермента и образованию инозилтрифосфата, который активирует кальциевые каналы мембран, что приводит к выходу ионов Са и повышению их внутриклеточной концентрации.

Хемомеханический этап мышечного сокращения.

Теория хемомеханического этапа мышечного сокращения была разработана О. Хаксли в 1954 г. и дополнена в 1963 г. М. Деисом. Основные положения этой теории: 1) ионы Са запускают механизм мышечного сокращения; 2) за счет ионов Са происходит скольжение тонких актиновых нитей по отношению к миозиновым.

В покое, когда ионов Са мало, скольжения не происходит, потому что этому препятствуют молекулы тропонина и отрицательно заряды АТФ, АТФ-азы и АДФ. Повышенная концентрация ионов Са происходит за счет поступления его из межфибриллярного пространства. При этом происходит ряд реакций с участием ионов Са: 1) Са2+ реагирует с тропонином; 2) Ca2+ активирует АТФ-азу; 3) Са2+ снимает заряды с АДФ, АТФ, АТФ-азы.

Взаимодействие ионов Са с тропонином приводит к изменению расположения последнего на актиновой нити, открываются активные центры тонкой протофибриллы. За счет них формируются поперечные мостики между актином и миозином, которые перемещают актиновую нить в промежутки между миозиновой нитью. При перемещении актиновой нити относительно миозиновой происходит сокращение мышечной ткани.

Итак, главную роль в механизме мышечного сокращения играют белок тропонин, который закрывает активные центры тонкой протофибриллы и ионы Са.

Типы мышечных волокон

Преобладание в организме человека того или иного типа мышечных волокон определяет, например хорошим бегуном-спринтером или стайером, тяжелоатлетом или гимнастом.

При выполнении упражнений с отягощением, те люди в организме которых перобладают белые, быстросокращающиеся волокна, бестрее и легче наберут мышечную массу и силу, так как волокна этого типа гиперторофируются быстрее, чем так называемые красные волокна. Обладатели приемущественно красных мышечных волокон будут проявлять большую сопротивляемость дополнительным нагрузочным действиям.

Типы мышечных сокращений

Эксцентрическое сокращение: при этом сокращении исходня и конечная точки прикрепления удаляются друг от друга, такое сокращение происходит при обратной фазе того или иного упражнения, если оно исполняется в нужном темпе и с адекватной скоростью. ( например при жиме штанги лежа на горизонтальной скамье, опускание штанги к груди заставляет большие мышцы груди делать эксцентрическое сокращение.)

Изометричесоке сокращение : длинна сокращаемой мышцы не меняется ( например, когда мы удерживаем груз перед собой на согнутой руке, бицепс совершает изометрическое сокращение.

Концентрические: при этом сокращении исходня и конечная точки прикрепления мышцы к костям скелета приближаются друг к другу, таким образом происходит укорачивание мышцы.

Современная теория мышечного сокращения и расслабления. - раздел Биология, Роль физиологии в материалистическом понимании сущности жизни. Этапы развития физиологии. Аналитический и системный поход к изучению функций организма Теория Мышечного Сокращения: А. Электрохимическое Преобразование:...

Теория мышечного сокращения

А. Электрохимическое преобразование:

1. Генерация ПД.

2. Распространение ПД по Т-системе.( по поперечной системе трубочек, которая служит связующим звеном между поверхностной мембраной и сократитель­ным аппаратом мышечного волокна. )

3. Электрическая стимуляция зоны контакта Т-системы и саркоплазматического ретикулума, активация ферментов, образование инозитолтрифосфата, повышение внутриклеточной концентрации ионов Са2+.

Б. Хемомеханическое преобразование:

4. Взаимодействие ионов Са2+ с тропонином, освобождение ак­тивных центров на актиновых филаментах.

5. Взаимодействие миозиновой головки с актином, вращение го­ловки и развитие эластической тяги.

6. Скольжение нитей актина и миозина относительно друг друга, уменьшение размера саркомера, развитие напряжения или укоро­чение мышечного волокна.

Мышечное расслабление:Для расслабления в первую очередь необходимо по­нижение концентрации ионов Са2+. Экспериментально было доказа­но, что саркоплазматическая сеть имеет специальный механизм — кальциевый насос, который активно возвращает кальций в цистерны. Активация кальциевого насоса осуществляется неорганическим фос­фатом, который образуется при гидролизе АТФ, а энергообеспечение работы кальциевого насоса также за счет энергии, образующейся при гидролизе АТФ. Таким образом, АТФ является вторым важнейшим фактором, абсолютно необходимым для процесса расслабления. Неко­торое время после смерти мышцы остаются мягкими вследствие пре­кращения тонического влияния мотонейронов (см. главу 4). Затем концентрация АТФ снижается ниже критического уровня и возмож­ность разъединения головки миозина с актиновым филаментом исче­зает. Возникает явление трупного окоченения с выраженной ригидно­стью скелетных мышц.

Особенности строения и функционирования гладких мышц - раздел Биология, Роль физиологии в материалистическом понимании сущности жизни. Этапы развития физиологии. Аналитический и системный поход к изучению функций организма Гладкие Мышцы Находятся В Стенке Внутренних Органов, Крове­Носных И Лимфатиче...

Гладкие мышцы находятся в стенке внутренних органов, крове­носных и лимфатических сосудов, в коже н морфологически отли­чаются от скелетной и сердечной мышц отсутствием видимой по­перечной исчерченности.(тк миофибриллы располагаются хаотично)

Гладкие мышцы состоят из клеток веретенообразной формы, сред­няя длина которых 100 мкм, а диаметр 3 мкм. Клетки располагаются в составе мышечных пучков и тесно прилегают друг к другу. Мембраны прилежащих клеток образуют нексусы, которые обеспечивают электрическую связь между клетками и служат для передачи возбуж­дения с клетки на клетку. Гладкие мышечные клетки содержат миофиламенты актина и миозина, которые располагаются здесь менее упорядоченно, чем в волокнах скелетной мышцы. Саркоплазматиче­ская сеть в гладкой мышце менее развита, чем в скелетной.

Особенности:

1) Статическая ( сохранительная, тоническая)

2) Низкая электропроводимость и высокая хемовозбудимость

3) Автоматия. ПД гладких мышечных клеток имеют авторитмиче­ский (пейсмекерный) характер, подобно потенциалам проводящей системы сердца.

3) Низкая лабильность

4) Низкая проводимость

5) Высокая пластичность.Если растянуть висцеральную гладкую мышцу, то ее напряжение будет увеличиваться, однако если мышцу удерживать в состоянии удлинения, вызванным рас­тяжением, то напряжение будет постепенно уменьшаться, иногда не только до уровня, существовавшего до растяжения, но и ниже этого уровня.

6) Слабые, практически неутомлямые

7)Реакция на растяжение. Уникальной особенностью висцеральной гладкой мышцы является ее реакция на растяжение. В ответ на растяжение гладкая мышца сокращается.

8)В механизме сокращения гладкой мышцы имеется особенность, отличающая его от механизма сокращения скелетной мышцы. Эта особенность заключается в том, что прежде чем миозин гладкой мышцы сможет проявлять свою АТФазную активность, он должен быть фосфорилирован.

9)Химическая чувствительность. Гладкие мышцы обладают высо­кой чувствительностью к различным физиологически активным веще­ствам: адреналину, норадреналину, АХ, гистамину и др.