11.2.Мембранная рецепция

Вещества, нерастворимые в липидном бислое клеточных мембран, не способны проникнуть в клетку самостоятельно,поэтому вынуждены «пользоваться» системой вторичных посредников. Взаимодействие молекулы лиганда с мембранным рецептором инициирует («запускает») каскад ферментативных реакций, сущность которых сводится к следующим позициям.

Информация о взаимодействиях лиганд-рецептор передаётся на фермент - мембранную аденилатциклазу. Аденилатциклаза активируется и, действуя на АТФ мембраны, стимулирует образование из неё циклического аденозинмонофосфата (цАМФ). Последний является универсальным внутриклеточным посредником реализации взаимодействия с клеткой химических веществ. цАМФ стимулирует внутриклеточные ферментные системы, активирует геном клетки, способствуя синтезу специфических клеточных белков.

11.3. Скелетная мышца: типы мышечных волокон, двигательные единицы, состав скелетной мышцы

В скелетной мышце различают два типа мышечных волокон: - белые, обеспечивающие быструю (фазную) двигательную активность, - красные, способные к длительному тоническому сокращению.

Мышечное волокно заполнено миофибриллами – цилиндрическими образованиями, состоящими из толстых и тонких нитей сократительных белков – актина и миозина. Миофибриллы состоят из продольных нитей – миофиламентов. Толстые и тонкие нити расположены таким образом, что на поперечном разрезе каждая толстая нить окружена шестью тонкими. В миофибриллах скелетных мышц и сердечной мышцы наблюдается правильное чередование светлых и тёмных участков. Благодаря этому они выглядят поперечно-полосатыми.

Белые волокна отличаются высоким содержанием миофибрилл, гликогена и гликолитических ферментов, обеспечивающих энергетические потребности мышцы, и незначительным содержанием белка миоглобина, от которого зависит окраска мышц. Красные волокна характеризуются высоким содержанием миоглобина и обилием цитоплазматических органелл, особенно митохондрий.

Каждая миофибрилла состоит из одинаковых повторяющихся элементов- саркомеров. Саркомер ограничен с двух сторон Z-дисками. К этим дискам с обеих сторон прикрепляются тонкие актиновые нити (филаменты). Филаменты актина обладают низкой плотностью, поэтому под микроскопом кажутся более светлыми. Так как актин неспособен дважды преломлять проходящий через него луч света (изотропность), эти области располагающихся с обеих сторон от Z-диска, называются изотропными зонами (I-зоны). В середине саркомера располагается система толстых нитей, построенных из миозина. Эта часть саркомера содержит нити и миозина и актина и обладает большей плотностью.

Так как миозин способен дважды преломлять проходящий через него луч света (анизотропность), эту более тёмную область назвали анизотропной (А-зона). Если мышца расслаблена, то в середине А-зоны можно увидеть более светлую Н-зону, в которой расположены только нити миозина. В центре Н-зоны имеется сеть опорных белков (М-линия), которая соединяет центральные части толстых филаментов. От Z-диска отходят тонкие нити из белка, которые связаны с толстыми филаментами, они поддерживают расположение толстых филаментов в середине саркомера. В состоянии покоя концы толстых и тонких филаментов лишь незначительно перекрещиваются на уровне А-диска.

Различают две разновидности двигательных единиц: медленные и быстрые. Медленные двигательные единицы состоят в основном из богатых митохондриями и окислительными ферментами красных мышечных волокон. Они развивают небольшую силу, сокращаются медленно, выполняют длительную работу умеренной мощности, практически не утомляясь. Быстрые двигательные единицы подразделяют на легкоутомляемые и устойчивые к утомлению.

В состав скелетной мышцы входят мышечные волокна всех типов, однако в зависимости от функции в ней преобладают тот или иной тип. Соотношение их в каждой мышце индивидуально и генетически детерминировано. Чем больше в мышцах белых волокон, тем лучше человек приспосабливается к выполнению работы, требующей большей скорости и силы.

Преобладание красных волокон обеспечивает выносливость при выполнении длительной работы.Источником энергии мышечного сокращения служит гидролиз АТФ. Совершая работу, скелетная мышца превращает химическую энергию в механическую с достаточно высокой эффективностью: только 30 - 45% теряется в виде тепла.