Mehanizem za krčenje mišic. Funkcije in lastnosti skeletnih mišic

Krčenje mišic - je kompleksen proces, sestavljen iz več faz. Glavne sestavine so tukaj miozin, aktin, troponin, tropomiozin in actomyosin, in kalcijeve ione in spojine, ki zagotavljajo mišične energije. Razmislite vrste in mehanizmov za krčenje mišic. Dovolite nam, študij, iz katerih so izdelani, in ukrepe, potrebne za ciklični proces.

mišice

Mišice so združeni v skupine, ki imajo enak mehanizem mišice. Iz istega razloga so razdeljene v 3 vrste:

• progaste mišice telesa;
• progaste mišice preddvorov in prekatov srca;
• gladkih mišic organi, žile in kožo.

Progaste mišice so del mišično-skeletnega sistema, ki je del njega, saj poleg njih, to vključuje kite, vezi, kosti. Pri izvajanju mehanizma za krčenje mišic, opravlja naslednje naloge in funkcije:

• telesni premika;
• delov telesa premaknjena glede drug na drugega;
• telo je podprt v prostoru;
• toplota;
• skorja se aktivira s referenta na sprejemnih poljih mišice.

Od gladke mišice je:

• Motor Naprava notranjih organov, ki vključuje bronhialno drevo, pljuča in prebavni cevi;
• limfne in ožilja sistemi;
• Sistem urogenitalnega organi.

fiziološke lastnosti

Kot vse vretenčarjev v človeškem telesu so tri najpomembnejše lastnosti skeletnih mišičnih vlaken:

• kontraktilnosti - zmanjšati in spremeniti napetost, ko navdušeni;
• prevodnost - sposobnost gibanje vsej vlakna;
• razdražljivost - odzivajo na dražljaj s spremembo membranskega potenciala in ionsko permeabilnost.

Mišice so navdušeni in začeti zmanjševati s živčnih impulzov , ki prihajajo iz centra. Toda pod umetnimi pogoji uporabe električne stimulacije. Mišico lahko nato razdraženo neposredno (direktna stimulacija) ali preko mišico živca innervating (indirektna stimulacija).

Vrste kosov

Mehanizem mišične kontrakcije pomeni pretvorbo kemične energije v mehansko delo. Ta proces se lahko meri eksperimentalno z žabo: njeno tele mišice obremenitve nizko težo, nato pa draži electroimpulses svetlobo. Zmanjšanje, v katerem postane mišica krajša, ki se imenuje izotonično. skrajšanje se zgodi, ko izometrični krčenje. Kite ne omogočajo razvoja mišične moči skrajša. Druga auksotonichesky mehanizem krčenja mišic vključuje pogoje velikim pritiskom, ko se mišica skrajša minimalno smer in moč, da bi dosegli največ.

Struktura in oživčenje skeletne mišice

Hrapavosti skeletne mišice vključuje različne vlaken v vezivnem tkivu in pritrjena na napenjalne člene. V nekaterih mišičnih vlaken razporejena vzporedno s podolžno os, v drugih pa so poševni pogledov, je pritrjen na centralni kite tyazhu in deljene tipa.

Glavna značilnost vlakna sarcoplasm masa fine niti - miofibrile. So svetle in temne površine izmenični drug z drugim, medtem ko sosednji progami vlakna so poravnani - v prerezu. To se kaže v prečnem pasovi okrog mišičnih vlaken.

Sarcomere je zapleten, temno in dve lahki diski, in je omejen Z-oblikovane linije. Sarcomeres - kontraktilen Naprava mišice. Izkazalo se je, da je kontrakcije mišičnih vlaken je sestavljen iz:

• kontraktilnih naprava (miofibrile sistem);
• trofični aparati z mitohondrije, Golgi kompleksa in šibke endoplazemski retikulum ;
• naprava membrano;
• Referenčna aparati;
• živčni aparat.

Mišičnega vlakna je razdeljen na 5 delov njihovih struktur in funkcij, ter je sestavni del mišičnega tkiva.

oživčenje

Ta postopek v progastih mišičnih vlaken z realiziranih živčnih vlaknih, in sicer aksonov v motornih nevronih hrbtenjače in možganskega debla. Ena motoneuronska Poživite več mišičnih vlaken. Kompleks z motoneuronske in oživčeni mišičnih vlaken imenujemo neuromotor (HME) ali enoto motorja (ME). Povprečno število vlaken, ki innervates je motoneuronska, opisujejo DE mišice, ki se imenuje vzajemno gostoto inervacije. Slednji je največji v mišicah, kjer majhne premike in "tanko" (oči, prsti, jezikom). Njegova vrednost je majhna, nasprotno, v mišicah z "grobo" gibanja (npr trupa).

Oživčenje lahko po enkratnem in večkratnem. V prvem primeru je spoznal manjši motornih konce. Ponavadi je to značilno za velike motornih nevronov. Mišičnih vlaken (ti v tem primeru, fizičnega ali hitro) ustvarjanje PD (akcijskih potencialov), ki se uporabljajo zanje.

Multiple oživčenje zgodi, na primer, v zunanjih očesnih mišic. To ni akcijskega potenciala nastane, ker membrana ne electroexcitability natrijevih kanalov. Ti so razporejeni po vsej depolarizacije vlaken v sinaptičnih končičev. To je potrebno, da bi aktivirali mehanizem za krčenje mišic. Postopek tu ni tako hitro, kot v prvem primeru. Zato se imenuje počasi.

Struktura miofibrile

Raziskave mišičnega vlakna izvedena danes na podlagi rentgenske difrakcije, elektronsko mikroskopijo in histokemijskih metod.

Izračunano je, da je premer, ki je v vsakem myofibril 1 mikrona, vključuje približno 2500 protofibrilov, t.j. podolgovatih polimeriziranih molekul beljakovine (aktina in to miozin). Aktina protofibrili dvakrat tanjša miosina. V mirovanju, so te mišice nameščeni tako, da so nasveti aktina žarilno prodre v prostore med miozin protofibrilov.

Ozek pas svetlobe na disku A je brez aktinskih filamentov. Membrana Ž jih drži skupaj.

Na miozin imajo filamenti prečnih izboklin do 20 nm v glavi, ki je približno 150 miosina molekule. Ti odstopajo biopolyarno, in vsaka glava myosinic poveže z aktina žarilno nitko. Ko je poudarek na filamenti aktina centri miozin, aktin z žarilno nitko je blizu centra sarcomere. Na koncu miozin vlaken doseže Z. linije Potem so vzeli celo sarcomere in aktina so med njimi. Hkrati vozim dolžina je manjša, in je na koncu izgine v celoti, skupaj s tem, kar postane vrstica Z debelejši.

Tako je, glede na teorijo gibljejo preje, zaradi zmanjšane dolžine mišičnih vlaken. Teorija, ki se imenuje "orodje", je bil razvit z Huxley in Hanson v sredini dvajsetega stoletja.

Mehanizem mišičnih vlaken krčenja

Glavna teorija je, da niso z žarilno nitko (miozin in aktin) skrajša. Njihova dolžina ostaja nespremenjena in napetost v mišicah. Toda svežnji tankih vlaken, zdrs, pojdi med debelih vlaken, zmanjšuje stopnjo prekrivanja, tako da je zmanjšanje.

Molekularni mehanizem mišične kontrakcije tak, kot ga drsno aktinske filamente sledi. Miozin glava povezan protofibrilov s aktina. S svojimi pobočjih se je drsenje, premikanje aktin žarilno nitko v središču sarcomere. Zaradi bipolarne organizacijo miozin molekul na obeh straneh vlaken, so pogoji za drsenje aktinskih filamentov v različnih smereh.

Ko sprostitev mišic miozin glava odmakne od aktinskih filamentov. Z enostavnim zdrsom sproščenem mišične napetosti upira veliko manj. Zato so pasivno podaljšali.

koraki za zmanjšanje

Mehanizem mišične kontrakcije lahko na kratko razdelimo v naslednje faze:

1. Mišičnega vlakna se stimulira ko se akcijski potencial pridobljene iz motornih nevronih sinaps.
2. Akcijski potencial se ustvari na membrano mišičnih vlaken, nato pa se širi na miofibrile.
3. Dodelan elektromehanski par predstavlja pretvorbo električne v mehansko drsno PD. To nujno vključuje kalcijeve ione.

kalcijevi ioni

Za boljše razumevanje postopka aktivacije vlaken kalcijevih ionov je treba preučiti strukturo aktina žarilne nitke. Njena dolžina je približno 1 mikron, debeline - od 5 do 7 nm. To je par sukanec, ki spominjajo na aktin monomera. Približno vsakih 40 nm tukaj so sferične troponina molekula, in med verigami - tropomiozinovye.

Ko kalcijevi ioni odsoten, tj miofibrile sprostijo dolge tropomiozinovye molekule blokira prilogo aktina verig in miozin mostov. Toda, ko se aktivirajo kalcijevi ioni tropomiozinovye molekule potopi globlje in odprtih površin.

Nato so miosina mostovi pritrjena na aktinskih filamentov in ATP razpok in razvija mišično moč. To je mogoče zaradi vpliva kalcijevega troponin. V tej molekuli ta deformira, s tem potiskom tropomiozin.

Ko je mišica sproščena, je 1 g mokre teže vsebuje več kot 1 mmol kalcija. Kalcijeve soli so izolirani in posebne skladiščne prostore. V nasprotnem primeru bi se mišice vedno zavrnil.

kalcijev deponirana kot sledi. V različnih področjih diafragme mišičnih celicah v vlakna, cevi, skozi katere obstaja povezava z okoljem izven celice. To je sistem prečnih tubulov. Sistem je pravokotna na vzdolžnih koncih katerih - so vezikli (terminalu) rezervoarji, razporejenih v bližini sistem prečnih diafragme. Skupaj pridobljeni triado. Bilo je v vialah shranjenih kalcija.

Ker PD porazdelimo v celico, in tam je elektromehanski konjugacija. Vzbujalni prodre vlakno prehaja v vzdolžni sistemskih izdaj kalcija. Tako je mehanizem redukcijo izvedemo mišičnih vlaken.

3. Postopek z ATP

V interakciji obeh trakov v prisotnosti kalcijevih ionov pomembno vlogo za ATP. Pri izvajanju mehanizma mišičnega krčenja skeletnih mišic, se energija ATP se uporablja za:

• Delovanje natrijevega in kalijevega črpalka, ki ohranja konstantno koncentracijo ionov;
• te snovi na različnih straneh membrane;
• drsna filamente krajšanju miofibrile;
• Job kalcij črpalka deluje, da se sprostite.

ATP je celična membrana, so filamenti miozin in sarkoplazemskega retikuluma membrane. Encimi razgradijo in odstranijo miozin.

poraba ATP

Znano je, da miosina glave interakcijo z aktina in vsebuje elemente za ATP cepitve. Zadnji aktivirani aktin in miozin v prisotnosti magnezijevih ionov. Zato encimsko cepitev poteka, kadar so vezani aktina miozin glavo. Čim večja je navzkrižna mostovi, bo hitrost delitev višja.

mehanizem ATP

Po koncu gibanja AU molekule zagotavlja energijo za ločevanje reakcije, ki sodeluje pri aktin in miozin. Miozin glava ločimo, se ATP cepimo na fosfat in ADP. Novi konec je povezan ATP molekule in cikel se nadaljuje. Takšen je mehanizem za krčenje mišic in sprostitev na molekularni ravni.

Aktivnost prečnih mostov bo trajal samo tako dolgo, dokler se hidroliza pojavi ATP. Če blokirate encimi mostovi ne bo več vezana.

Z nastopom smrti ravni organizma ATP v celicah pade in mostovi še vedno stabilno pritrjena na aktina žarilno nitko. Tako da je faza rigor mortis.

ATP resynthesis

Resynthesis se lahko izvaja na dva načina.

Z encimsko prenos fosfatne skupine iz kreatin fosfata na ADP. Ker so zaloge kreatina v celice veliko bolj ATP resynthesis izvajati zelo hitro. Istočasno, z oksidacijo piruvične kisline in resynthesis mlečne kisline bo počasno.

ATP in CP lahko povsem izgine, če resynthesis je zdrobljen strupi. Potem zavorna dneh kalcijeva črpalka, zaradi mišice se nepovratno zmanjša (tj zapustiti kontrakture). Tako je razdeljena mehanizem mišične kontrakcije.

Postopek fiziologija

Če povzamemo, smo ugotovili, da je zmanjšanje mišičnih vlaken skrajšana v vsaki od miofibrile sarcomeres. V filamenti miozin (debeline) in aktinskih (tankih) priključnih koncev v sproščenem stanju. Ampak oni začnejo drsno gibanje drug proti drugemu, ko izvaja mehanizem za krčenje mišic. Physiology (na kratko) pojasnjuje postopek, ko je pod vplivom miozin sprosti energijo, ki je potrebna za pretvorbo ATP na ADP. Tako bo miozinska aktivnost izvedemo samo zadostno vsebnost kalcijevih ionov kopičijo v sarkoplazemskega retikuluma.