Mehānisms muskuļu kontrakcijas. Šīs funkcijas un īpašības skeleta muskuļu

Muskuļu kontrakcijas - ir komplekss process, kas sastāv no vairākiem posmiem. Galvenās sastāvdaļas šeit ir myosin, aktīna, troponīna, tropomyosin un actomyosin, un kalcija jonus un savienojumi, kas nodrošina muskuļu enerģiju. Apsveriet veidus un mehānismus muskuļu kontrakcijas. Ļaujiet mums izpētīt, no kura tie ir izgatavoti un nepieciešamās darbības ciklisks process.

muskuļi

Muskuļi ir apvienoti grupās, kam ir tāds pats mehānismu muskuļu kontrakcijas. Tāpat tie ir sadalīta 3 veidos:

• šķērssvītroto muskuļu ķermeņa;
• šķērssvītroto muskuļus ātrijos un vēderiņu no sirds;
• gludās muskulatūras orgānus, asinsvadus un ādu.

Šķērssvītroto muskuļu ir daļa no balsta un kustību sistēmas, kas ir daļa no tā, ka papildus tiem, tas ietver cīpslas, saites, kaulus. Ievietojot mehānismu muskuļu kontrakcijas, veic šādus uzdevumus un funkcijas:

• ķermeņa kustības;
• ķermeņa daļas tiek pārvietoti attiecībā pret otru;
• organisms ir atbalstīta telpā;
• siltums tiek ģenerēts;
• garozas aktivizē aferentās ar uztveres laukiem muskuļu.

Gludās muskulatūras, ir:

• motors aparāts iekšējo orgānu, kas ietver bronhu koku, plaušas un gremošanas caurule;
• limfatiskās un asinsrites sistēmas;
• sistēma uroģenitālo orgānu.

fizioloģiskās īpašības

Tāpat kā visiem mugurkaulniekiem, kas cilvēka organismā ir trīs svarīgākās īpašības skeleta muskuļu šķiedras:

• spēja savilkties - samazināt un mainīt spriegumu, kad satraucas;
• vadītspēja - kustība jauda visā šķiedru;
• uzbudināmība - atbildot uz stimulu, mainot membrānas potenciālu un jonu caurlaidību.

Muskuļi ir satraukti, un sāk samazināties ar nervu impulsiem nāk no centra. Bet mākslīgos apstākļos, izmantojot elektrisko stimulāciju. Muskuļu tam var būt iekaisušas tieši (tieša stimulācija), vai caur nervu innervating muskulī (netieša stimulācija).

veidu samazinājumu

Par muskuļu kontrakcijas mehānisms nozīmē pārveidošanu par ķīmisko enerģiju mehāniskajā darbā. Šis process var izmērīt eksperimentāli ar varde: viņas teļš muskuļu slodzes zemu svaru, un pēc tam kairināt electroimpulses gaismu. Samazinājums, kurā muskuļu kļūst īsāks, ko sauc izotonisks. saīsināšana notiek tad, kad izometriski kontrakcijas. Cīpslas neļauj attīstību muskuļu spēku saīsināts. Vēl auksotonichesky mehānisms muskuļu kontrakcijas ietver nosacījumus intensīvu stresa, kad muskuļu saīsina minimālu veidā, un pilnvaras, lai sasniegtu maksimumu.

Struktūra un inervācija skeleta muskuļu

Rievots skeleta muskuļu ietver dažādus šķiedru saistaudi un piestiprināts pie cīpslu. Dažos muskuļu šķiedras ir izvietotas paralēli garenisko asi, un citos tie ir slīpas views, un pie centrālās cīpslas tyazhu un pinnate tipam.

Galvenā iezīme šķiedrvielu ir sarcoplasm masa smalkas pavedieni - miofibrilla. Tie ir gaiši un tumši apgabali pārmaiņus ar otru, bet blakus šķērssvītrotos šķiedras ir vienā līmenī - šķērsgriezumā. Tādējādi savstarpējās aplīmēšanas ap muskuļu šķiedras.

Sarcomere ir sarežģīta, tumšas un divi gaismas diski, un tas norobežota Z-formas līnijas. Sarcomeres - saraušanās aparāts muskuļu. Izrādās, ka saraušanās muskuļu šķiedras sastāv no:

• Saraušanās aparāti (miofibrilla sistēma);
• trofisku aparāts ar mitohondriju, Goldži kompleksu un vāju endoplazmiskās retikulas ;
• membrāna ierīce;
• atsauce aparatūra;
• nervu aparāts.

Muskuļu šķiedras ir sadalīta 5 daļās ar savu struktūru un funkcijas, un tā ir neatņemama sastāvdaļa no muskuļu audiem.

inervācija

Šis process ir šķērssvītrotās muskuļu šķiedras, ko guvuši nervu šķiedras, proti axons mehānisko neironos muguras smadzeņu un smadzeņu stumbra. Viens motoneuron inervēt vairākas muskuļu šķiedras. Komplekss ar motoneuron un innervated muskuļu šķiedru sauc neuromotor (HME) vai agregāta (MU). Vidējais skaits šķiedru, kas innervates ar motoneuron, raksturo DE muskuli, ko sauc par savstarpēju inervācija blīvumu. Pēdējais ir lielākais muskuļos, kur mazie kustības un "plānā" (acu, pirkstiem, mēli). Tās vērtība ir neliela, gluži pretēji, muskuļos ar "rupju" kustības (piemēram, rumpja).

Inervācija var būt viena un vairākas. Pirmajā gadījumā tas tiek realizēts kompaktus motoru galotnes. Parasti tas ir tipisks lieliem mehānisko neironiem. Muskuļu šķiedras (šajā gadījumā, fizisku vai ātri), radot PD (darbības potenciālu), kas attiecas uz tiem.

Vairāki inervācija notiek, piemēram, ārējiem acu muskuļus. Tas nav prasība potenciāls tiek ģenerēts, kopš membrānas nav electroexcitability nātrija kanālus. Tie ir izplatīti visā šķiedru depolarizācija sinaptiskais galotnes. Tas ir nepieciešams, lai aktivizētu mehānismu muskuļu kontrakcijas. Process šeit ir ne tik ātri, kā pirmajā gadījumā. Tāpēc sauc lēns.

Struktūra no miofibrilla

muskuļu šķiedru pētījums veikts šodien, pamatojoties uz rentgenstaru difrakcijas, elektronu mikroskopijas un histochemical metodes.

Tā tiek aprēķināta, ka katrā miofibrilla, kuru diametrs ir 1 mikrona, ietver aptuveni 2500 protofibrils, t.i. garenas polimēru molekulas, proteīnus (aktīna un myosin). Aktīna protofibrils divreiz plānāks miozīna. Pie pārējiem šie muskuļi atrodas tā, ka aktīna pavedienu padomus iekļūt atstarpes starp miozīna protofibrils.

Šauras sloksnes gaismas diska A ir brīva no aktīna pavedieniem. Membrāna Z tur tos kopā.

Uz myosin pavedieni ir šķērsvirziena izvirzījumu līdz 20 nm, jo galvām, kas ir aptuveni 150 miozīna molekulas. Viņi atkāpties biopolyarno, un katrs vadītājs myosinic savienojas ar aktīna kvēldiegu. Ja ir stress par pavedieniem aktīna centriem myosin, aktīna kvēldiegs ir tuvu centram sarcomere. Beigās no miozīna pavedieniem sasniedz līniju Z. Tad viņi ņem visu sarcomere, un aktīna ir starp tiem. Tajā pašā laikā es braucu garums tiek samazināts, un galu galā tas pazūd pilnībā, kopā ar to, ko līnija Z kļūst biezāka.

Tādējādi, saskaņā ar teoriju pārvietojas dzijas, samazinātas garumu muskuļu šķiedrām. Teorija, ko sauc par "mehānisms", izstrādāja Huxley un Hanson vidū divdesmitajā gadsimtā.

Mehānisms muskuļu šķiedru kontrakcijas

Galvenais teorija ir tāda, ka nav pavedienu (myosin un aktīna) ir saīsināts. To ilgums paliek nemainīgs un muskuļu spriedzi. Bet saišķi plānās pavedieniem, slīdēšanu, iet starp biezu pavedieniem, samazina pārklāšanās pakāpi, tāpēc ir samazināts.

Molekulārais mehānisms muskuļu kontrakcijas ir šāds bīdot aktīna pavedieniem. Myosin galvu protofibrils ar aktīna. Ar to nogāzēs tur ir bīdāmas, pārvietot aktīna kvēldiega centru sarcomere. Sakarā ar bipolārās organizāciju miozīna molekulas abās pusēs no pavedieniem, nosacījumiem slīdēšanu aktīna pavedieniem dažādos virzienos.

Kad muskuļu relaksācija myosin galva pārvietojas prom no aktīna pavedieniem. Ar vieglu slīdēšanas relaksējošā muskuļu spriedze pretojas daudz mazāk. Tāpēc tie ir pasīvi pagarināti.

samazināšanas pasākumi

Par muskuļu kontrakcijas mehānisms īsumā var iedalīt šādās stadijās:

1. Muskuļu šķiedras tiek stimulēts, kad darbība potenciāls tiek piegādāta no mehānisko neironos sinapsēs.
2. Darbības potenciāls tiek ģenerēts uz membrānu muskuļu šķiedras, un pēc tam izplatās uz miofibrilla.
3. Accomplished elektromehāniskās pāris veido konversijas elektrisko mehāniskajā slīdošu PD. Tas noteikti ietver kalcija jonus.

kalcija jonus

Lai labāk izprastu procesa šķiedru aktivizēšanas kalcija jonu ir ērti apsvērt struktūru aktīna kvēldiegu. Tās garums ir aptuveni 1 mikronu, biezums - no 5 līdz 7 nm. Tas ir pāris savīti pavedieni, kas līdzinās aktīna monomēru. Aptuveni ik pēc 40 nm šeit ir sfēriski troponīna molekulu, un starp ķēdēm - tropomiozinovye.

Kad kalcija joni ir klāt, ti miofibrilla atpūsties garas tropomiozinovye molekulas bloķēt piestiprināšanu aktīna ķēdēm un myosin tiltu. Bet, kad aktivizēts kalcija joni tropomiozinovye molekulām izlietni dziļāku un atklātas platības.

Tad miozīna tilti ir pievienoti aktīna pavedieniem un ATP atgriezumiem un attīsta muskuļu spēku. Tas ir iespējams tāpēc, ka ietekmes kalcija troponīna. Šajā molekulu tā deformējas, tādējādi spiežot tropomyosin.

Kad muskulis ir atviegloti, tas ir 1 grams mitra svara satur vairāk par 1 mmol kalcija. Kalcija sāļi ir izolētas un īpašas glabātavas. Pretējā gadījumā muskuļi vienmēr samazinājās.

kalcija deponēts šādi. Dažādās jomās diafragmas muskuļu šūnās ietvaros šķiedrvielu ir caurules, caur kurām ir saistība ar vidi ārpus šūnām. Tā ir sistēma, šķērsvirziena kanāliņos. Sistēma ir perpendikulāri garenvirziena galiem, no kuriem - Vezikulas (termināls) tvertnes ir izkārtoti tuvu pie šķērsvirziena diafragmām sistēmā. Kopā iegūti triādi. Tas bija flakonos glabājas kalciju.

Tā PD ir sadalīta šūnā, un tur ir elektromehāniska konjugācija. Ierosmes iekļūst šķiedras nonāk garenvirziena sistēma izdala kalcija. Tādējādi samazināšana mehānisms tiek veikta muskuļu šķiedras.

3 process ar ATP

Mijiedarbībā abu dzīslas kalcija jonu klātbūtnē ievērojama loma ATP. Ievietojot mehānismu muskuļu kontrakcijas skeleta muskuļos, enerģijas ATP tiek izmantots, lai:

• operācija no nātrija un kālija sūkni, kas uztur nemainīgu koncentrāciju joniem;
• šīs vielas dažādās pusēs membrānas;
• bīdāmās pavedieni saīsinot miofibrilla;
• Darba kalcija sūknis darbojas atpūsties.

ATP ir šūna membrāna, ka pavediena myosin un sarkoplazmas retikulas membrānām. Fermenti nojauktu un iznīcina myosin.

patēriņš ATP

Ir zināms, ka miozīna galviņas mijiedarbojas ar aktīna un satur elementus ATP šķelšanās. Pēdējā aktivizēts aktīna un myosin klātbūtnē magnija jonu. Tāpēc enzīma šķelšanas notiek, kad pievienota aktīna myosin galvas. Jo lielāka sasaistu tilti, sadalīšana ātrums būs lielāks.

ATP mehānisms

Pēc pabeigšanas kustības AFL molekulas nodrošina enerģiju, atdalot iesaistīts aktīna un myosin reakciju. Myosin atdalīta galva, ATP ir sašķelts ar fosfātu un ADP. Jaunais gals ir savienots ATP molekulu un cikls atsāk. Tāda ir mehānisms muskuļu kontrakciju un relaksācijas molekulārā līmenī.

Savstarpēju tiltu darbība ilgs tikai tik ilgi, kamēr notiek ATF hidrolīze. Ja jūs bloķēt enzīmu tiltu netiks pievienots vēlreiz.

Sākoties nāves organisma līmeņa ATP šūnās samazinās un tilti joprojām stabili fiksēts pie aktīna kvēldiegu. Tātad tur ir posms rigor mortis.

ATP resynthesis

Resynthesis var īstenot divos veidos.

Ar fermentatīvo nodošanu fosfāta grupu no kreatīna fosfāts un no ADP. Tā kreatīna krājumiem šūnā daudz ATP resynthesis īstenoti ļoti ātri. Tajā pašā laikā, ko ir izraisījusi pirovīnogskābi un pienskābes resynthesis būs lēna.

ATP un CP var izzust pavisam, ja resynthesis ir bojāts indes. Tad kalcija sūkņa apturēšanas darba, kā rezultātā muskuļu tiek neatgriezeniski samazinās (ti, nāk kontraktūru). Tādējādi sadalīti mehānismu muskuļu kontrakcijas.

fizioloģija process

Kopumā, mēs atzīmējam, ka muskuļu šķiedru samazināšana tiek saīsināts katrā miofibrilla sarcomeres. Pavedieni no myosin (biezu) un aktīna (plānās) savienoti galos atslābinātā stāvoklī. Bet viņi sāk bīdāmās kustību pret otru, kad īsteno mehānismu muskuļu kontrakcijas. Fizioloģija (īsi) izskaidro procesu, kad ietekmēja myosin ir atbrīvota enerģija, kas nepieciešama, lai pārvērstu ATP uz ADF. Tādējādi myosin aktivitāte tiks realizēta tikai tad, kad pietiekams daudzums kalcija jonu uzkrāties sarkoplazmas retikulas.