- •Физиология как наука…
- •2. Внутренняя среда организма…
- •Приспособление к среде обитания, как важнейшее условие жизнедеятельности. Срочная и долговременная адаптация.
- •4. Функции клеток…
- •5. Строение биомембран…
- •6. Трансмембранный обмен…
- •7. Ионные каналы…
- •В рецепторе мембраны центр связывания лиганда может быть доступен для лиганда с наружной поверхности мембраны.
- •В рецепторе мембраны центр связывания лиганда может быть доступен для лигандов с внутренней поверхности мембраны.
- •Происхождение электрических явлений в тканях
- •10.Потенциал действия и его фазы. Изменение проницаемости калиевых, натриевых и кальциевых каналов в процессе формирования потенциала действия.
- •11. Раздражимость и возбудимость…
- •1. Закон силы раздражения:
- •2. Закон длительности раздражения:
- •3. Закон градиента силы:
- •4. Закон "всё или ничего":
- •12. Действие постоянного тока…
- •14. Нейрон…
- •1) Афферентные проводники (дендриты);2) эфферентные проводники (аксон).
- •16. Электрогенез нейронов…
- •17. Нервные проводники…
- •Законы проведения возбуждения
- •Механизмы проведения возбуждения
- •18.Нейросекреция…
- •Механизм передачи возбуждения через синапс
- •Медиаторы и синаптические рецепторы
- •Рецепторы субсинаптической мембраны
- •19. Физиологические свойства и функции поперечно-полосатых (скелетных) мышц…
- •20. Сила мышц…
- •22. Современная теория мышечного сокращения…
22. Современная теория мышечного сокращения…
Мышцы состоят из мышечных волокон, которые имеют диаметр от 10 до 100 микрон, длину от 5 до 400 микрон. В каждом мышечном волокне содержится до 1000 сократительных элементов (до 1000 миофибрилл - каждое мышечное волокно). Каждая миофибрилла состоит из множества параллельно лежащих тонких и толстых нитей. Толстые нити - это белок миозин, тонкие нити - это белок актин и расположенные на нем вспомогательные белки тропонин и тропомиозин. Это важнейшие сократительные белки. Демонстрация рисунка "Толстые и тонкие нити"
К Z-мембране прикреплены нити актина. Между двумя нитями актина лежит одна толстая нить миозина (между двумя Z-мембранами) и она взаимодействует с двумя нитями актина. На нитях миозина есть выросты (ножки), на концах выростов имеются головки миозина (150 молекул миозина). Головки ножек миозина обладают АТФ-азной активностью. Так как именно головки миозина (именно эта АТФ-аза) катализирует АТФ и высвобождающаяся при этом энергия обеспечивает мышечные сокращения (при взаимодействии актина и миозина). На актине имеются активные центры определенной формы, с которым будут взаимодействовать головки миозина. Кроме этих двух важнейших сократительных белков есть еще два белка:
-тропомиозин (в состоянии покоя, т.е. когда мышца расслаблена, пространственно препятствует взаимодействию головок миозина с активными центрами актина; он находится радом с ними). Рядом с тропомиозином находится молекула тропонина.
Сокращение мышц
Сокращение мышц возникает тогда, когда в районе нитей актина и миозина создается избыток ионов кальция. Ион кальция, когда он в избытке, начинает взаимодействовать с молекулой тропонина. Возникает тропонин-кальциевый комплекс. При этом молекула тропонина меняет свою конфигурацию, причем меняет таким образом, что тропонин выталкивает молекулу тропомиозина в желобок между двумя отростками миозина (рисунок).
Это создает условия для взаимодействия актина и миозина. При этом создаются все условия для гребкового движения. Это и смещает нити актина и миозина относительно друг друга. Одно гребковое движение дает смещение на 1% длины, 50 гребковых движений обеспечивают полное укорочение мышц.
Это - теория скольжения. Суть ее заключается в том, что при сокращении мышечного волокна не происходит истинного укорочения нитей актина и миозина, а происходит их скольжение относительно друг друга. Это энергоемкий процесс.
Электромеханическое сопряжение
Мембрана мышечного волокна имеет вертикальные углубления, которые располагаются в районе нахождения саркоплазматического ретикулума. Эти углубления получили название Т-системы. Возбуждение, которое возникает в мышце, осуществляется обычным путём, то есть за счет входящего натриевого тока. Натрий (Na+), вошедший в клетку в области Т-систем, быстро оказывается в саркоплазматическом ретикулуме. Избыток натрия (Na+) начинает вытеснять кальций (Ca++) из саркоплазматического ретикулума. Обычно концентрация кальция (Ca++) в цитоплазме равна 10-8 г/л. При этом (при вытеснении Na+) в районе сократительных белков (актина и миозина) концентрация кальция (Ca++) становится равной 10-6 г/л. (т.е. возрастает в 100 раз). Это и запускает процесс сокращения.
Т-системы, обеспечивающие быстрое появление натрия (Na+) в области саркоплазматического ретикулума, вытеснение натрием кальция из саркоплазматического ретикулума - это и есть процессы, обеспечивающие электромеханическое сопряжение (т.е. взаимосвязь между возбуждением и сокращением).