Этапы циклического формирования поперечных актино-миозиновых мостиков

Цикл формирования актино-миозиновых мостиков имеет 4 шага:

а) Первый шаг- связывание головки миозина с актином под углом 90о после того, как открылись активные центры актина.

б) Второй шаг- генерация напряжения возникает благодаря тому, что головки миозина изменяют свое положение от угла 90о до угла 45о, передвигая филаменты миозина относительно актина:

Энергия используется при гидролизе АТФ до АДФ и неорганического фосфора (Фн).

АТФ-азную активность имеют головки миозина, активация происходит при контакте головки с актином - образовании актино-миозиновых поперечных мостиков.

в) Третий шаг- отделение головки миозина от актина. Это происходит благодаря синтезу молекулы АТФ, которая занимает место опять на головке миозина.

При отсутствии синтеза АТФ, поперечные мостики не разъединяются (например - трупное окоченение).

в) Четвертый шаг- поперечный мостик с молекулой АТФ на головке миозина занимает свое начальное положение - под углом 90о относительно активного центра актина и начинается новый цикл.

Этапы циклического формирования поперечных актино-миозиновых мостиков - student2.ru

Расслабление мышцывозникает тогда, когда Са2+ удаляется из цитоплазмы кальциевыми насосами (Са2+-АТФ-аза), которые расположены на мембране СР. Когда концентрация Са2+ становится ниже 0,1 μмоль/л, тропомиозин занимает свое начальное расположение, потому что тропонин уже не соединяется с ионами кальция при снижении его концентрации, образование поперечных актино-миозиновых мостиков прекращается.

Мышцы имеют последовательно расположенные: а) сократительные элементы мышечных волокон - актин, миозин (a); б) эластичные элементы - сухожилие и другие структуры (b). Во время сокращения мышц происходит взаимодействие сократительных и эластических элементов, которое характеризует сократительные свойства мышц:

Этапы циклического формирования поперечных актино-миозиновых мостиков - student2.ru

Виды сокращения мышц.

Изометрическое сокращениевозникает тогда, когда оба конца мышцы фиксированы и мышца не изменяет своей длины при сокращении, но повышается ее напряжение.

Изотоническое сокращениевозникает тогда, когда происходит при сокращении уменьшения длины мышце без изменения ее напряжения.

В зависимости от частоты раздражения возникают такие виды сокращения: одиночные, тетанические (тетанус).

Одиночное сокращениевозникает при нанесении одного раздражения и имеет такие периоды: а) латентный (1), б) сокращение (2), в) расслабление (3):

Этапы циклического формирования поперечных актино-миозиновых мостиков - student2.ru

Тетаническое сокращение (тетанус) возникает при повторной стимуляции мышц во время одиночного сокращения. При этом в цитоплазме мышечных волокон повышается концентрация ионов кальция, которые высвобождаются из СР, образуется больше поперечных актино-миозиновых мостиков, увеличивается напряжение мышечных волокон.

Гладкий тетанус возникает в том случае, когда повторная стимуляция приходится на период сокращения мышц.

Зубчатый тетанус возникает в том случае, когда повторная стимуляция приходится на период расслабления мышц.

Амплитуда (сила) одиночного сокращения мышц меньше, чем тетанического сокращения. Амплитуда гладкого тетануса больше, чем зубчатого тетануса.

Этапы циклического формирования поперечных актино-миозиновых мостиков - student2.ru

Сила мышц.Различают максимальную и абсолютную силу.

Максимальная силаопределяется тем максимальным грузом, какой мышца еще способна поднять. Сила тем большая, чем больший диаметр и “физиологическое” поперечное сечение мышцы. Так, икроножная мышца, которая имеет значительное физиологическое поперечное сечение, может развивать силу до 400 кг, еще большая 1 ягодичной мышцы – 1200 кг, максимальная сила, которую развили бы все мышцы тела человека, если бы сократились одновременно, равняется почти 22 т.

Абсолютная сила– это отношение максимальной силы к площади поперечного сечения мышцы. Абсолютная сила скелетных мышц человека составляет 3-4 кг/см2 площади сечения, икроножной мышцы – 5,9 кг/см2, жевательной – 10 кг /см2, трехглавой мышцы плеча – 16, 8 кг/см2. При тренировке мышц, которая сопровождается их рабочей гипертрофией, сила мышц увеличивается.

Сила сокращения мышечного волокна зависит от количества поперечных актино-миозиновых мостиков, которые образуются во время сокращения, а количество поперечных мостиков зависит: а) от концентрации ионов кальция в миоплазме, б) от начальной длины мышечного волокна – степени его растяжения.

Наши рекомендации