Спокій Збудження
Синаптичні процеси у незбудженому і збудженому синапсах (по Л. Щельцину, 1980):
А — ацетат, Х — холін, Хе — холинестераза
Механізм скорочення і розслаблення м'язів
Під час передачі нервового імпульсу через синапс на поверхні мембрани м'язового волокна виникає ПД.
Деполяризація, яка поширюється мембраною, захоплює і мембрани Т-трубочок та цистерн СР, що тісно прилягають до них. Це підвищує проникність мембран СР до іонів кальцію, які за градієнтом концентрації надходять усередину міофібрил і розподіляються між актиновими та міозиновими нитками. Йони кальцію є ініціаторами м`язового скорочення.
Тут іони кальцію виконують дві функції:
По-перше, вони зв'язуються з кальмодуліном, чим відкривають активний центр актину, з яким тут же вступає в реакцію міозиновий місток;
по-друге, нейтралізують негативні заряди АТФ і АТФ-ази містка, внаслідок чого ензим наближається до АТФ і розщеплює її.
Енергія, що виділяється при цьому, витрачається на поворот містка на 45 градусів, який уже зв'язаний з актином.
Після повороту міозинового містка він « випрямляється» і від'єднується від актину, а утворені під час розпаду АТФ неорганічний фосфат і АДФ
відходять.
На їх місце приєднується нова молекула АТФ, що призводить до розриву зв'язку міозину з активним центром актину, - відбувається ковзання ниток актину і міозину одна відносно іншої (на "один крок", або « гребок» рівний 20 нм. Все це нагадує роботу гребця в човні). Водночас інший місток приєднується до наступного актинового центру і т.д.
У результаті скорочується кожен саркомер окремо і все м'язове волокно в цілому.
![]() |
Підсумуємо процеси, що відбуваються в м 'язі при його скороченні:
а) актинові і міозитові нитки практично не коротшають;
б) взаємодія актину з міозином призводить до взаємного входження
ниток у проміжки між ними;
в) в результаті дві сусідні 2-мембрани зближуються одна з одною;
г) оскільки саркоплазма, що міститься всередині саркомера, не
піддається стискуванню, то при зменшенні довжини саркомер
розширюється;
д) подібні процеси одночасно протікають у всіх саркомерах м'язового
волокна, тому обидва кінці м'яза підтягуються до центру.
Для розслаблення м'яза необхідно, щоб концентрація іонів кальцію у міофібрилі знизилася.
Це досягається за рахунок роботи кальцієвої помпи на мембранах СР, яка активно перекачує туди іони кальцію.
Актоміозинові зв'язки розриваються і м'яз завдяки своїй пружності та еластичності видовжується.
Оскільки робота помпи вимагає затрат енергії, очевидно, що процес м'язового розслаблення супроводжується розпадом АТФ.
Таким чином, енергія АТФ під час м'язового скорочення і розслаблення витрачається на роботу Nа-К-помпи на поверхні мембрани м'язового волокна (створення мембранного потенціалу), на забезпечення роботи кальцієвої помпи на мембранах СР (створення надлишку іонів кальцію у порожнинах СР) і на саме м'язове скорочення (поворот міозинового містка і ковзання протофібрил).
Схема ковзання ниток актина і міозина в процесі скорочення (по Дж. Бендоллу, 1970):