- Биофизика сократительных процессов
Биофизика сократительных процессов.
Мышечная активность – это общее свойство всех живых организмов, принцип действия у всех мышечных сокращений одинаков в любом организме.
Мышечные клетки отличают от других возбуждённых клеток сократимостью, т.е. способность генерировать электрическое напряжение за счёт изменения продольных размеров клетки.
Кроме того мышцы являются генератором тепла, мышечная активность обеспечивает работу отдельных органов и целых систем. Например: опорно-двигательный аппарат, лёгкие, сосудистая активность, желудочно-кишечный тракт, мышцы сердца.
Мышечная ткань представляет собой совокупность мышечных клеток, волокон, межклеточного вещества в виде каллогена или эластина – в кровеносных сосудах.
Мышцы по строению делятся на гладкие мышцы кишечника и стенок сосудов и поперечно полосатые мышцы скелета, и мышцы сердца.
Отдельное мышечное волокно имеет диаметр 20-30 мкм и окружено мембраной толщиной 10 мкм. Каждое волокно – это сильно вытянутая клетка длинной от сотни _ до 5 см.
Внутри волокна кроме ядра,_ находиться сократительный аппарат клетки, им является _.
Рекомендуемые материалы
В одной _ объединены 2500 _ которые представляют собой комплексы молекул актина и миозина. Это белковые соединения образующие нитевидные структуры. Диаметр актин. нити 4 нм, миозин. 10-14нм.
В невозбуждённом состоянии мышечное волокно представляет собой актинов. нити расположенные в промежутке миозиновых нитей. Важнейшим элементом _ является тонкая мембрана диск Z _, сквозь которые проходят актиновые нити и миозиновые.
Мембрана фиксирует их пространственное положение и создаёт условия смещения актиновых нитей относительно миозиновых при сокращении мышц.
Диск Z _ вместе (актинов. и миозинов. образует _ основной двигатель элемент мышцы). Каждая миозиновая нить взаимодействует с 6 актинов. а каждая актинов. с 3мя миозиновыми.
Процесс сокращения мышц связан с возникновением миозинов мостиков, т.е. частиц миозиновой мембраны выступающей в строго определённой последовательности и прикреплённым к активным нитям в строго определённых местах.
Образование миозиновых мостиков осуществляет _ преобразование энергии АТФ в механическую работу при сокращении мышц. На выполнение механической работы используется лишь 20% энергии освобождаемой при гидролизе АТФ, остальная превращается в тепло. В невозбуждённом состоянии миозиновые мостики разомкнуты, при возбуждённом они замыкают _ актиновыми нитями и укорачивают, деформируя актниовую нить, в результате _ в целом укорачивается, что и приводит к сокращению мышцы.
По мере увеличения числа мостиков происходит большее сокращение мышц
Люди также интересуются этой лекцией: 3. Гипотеза сплошности среды.
Миофибрилла начинает сокращаться при наличии электрического сопряжения между выделением энергии и началом сокращения. Сигналом для сокращения является увеличение концентрации ионов Ca в цитоплазме клетки, более 2-10_.
В состоянии покоя концентрация ионов Ca не превышает 2 10_. Для возникновения сокращения мышцы при появлении потенциального действия иона Ca поступают в клетку через мембрану из _ сети, которая представляет собой систему пузырьков или цистерн отделённых от цитоплазмы мембраной, занимает до 10% мышечного волокна. Содержание ионов Ca в _ сети составляет 2 10 _.
В состоянии покоя мембранная проницаемость для ионов Ca отсутствует. _ сеть расположена вблизи Z _ диска, около _, причём мембрана в этой части волокна образует трубочки длинной 10 мкм, при диаметре волокна 80 мкм. В области Z диска трубочки совместно с двумя цистернами образуют саркоплазматическую сеть. _______
Сигналом к сокращению мышц служат потенциалом действия, который поступает через химический синапса от нервного волокна к мембране мышечного волокна.
В результате открытия потенциал зависимых кальциевых каналов а мембране СПС из цистерн цитоплазмы поступает ионы Ca. При увеличении концентрации ионной кальций активизируется миозиновые мостики и происходит сокращение мышц. Выход ионов Са из цистерн прекращается сразу после деполяризации, однако, в сокращённом состоянии мышцы находятся вплоть до снижения концентрации 
Снижение концентрации происходит за счёт активного транспорта, возвращающие ионы Са в цистерну. Т.о. электромеханическое направление сокращение мышц состоит из следующих параметров:
- Возникновение ПД в нервном волокне.
- Деполяризация мышечного волокна в районе СПС, которая открывает потенциал- зависимые кальциевые каналы.
- Выход ионов Са в цитоплазму.
- Расслабление мышц связанные с репеляризацией, которая следует при уменьшении концентрации ионов Са в цитоплазме.
