Mehhanism lihaskontraktsiooni. Funktsioonid ja omadused skeletilihaste

Lihaskontraktsiooni - on keeruline protsess, mis koosneb mitmest etapist. Põhikomponentideks on siin müosiin, aktiin, troponiin, tropomüosiin ja actomyosin ja kaltsiumiioone ja ühendid, mis tagavad lihase energiat. Mõtle tüüpi ja mehhanismid lihaskontraktsiooni. Uurigem, millest nad on valmistatud ja vajalikud toimingud tsükliline protsess.

lihased

Lihased on ühendada rühmadesse, millel on sama mehhanism lihaskontraktsiooni. Samamoodi need jagunevad 3 tüüpi:

• vöötlihaste keha;
• vöötlihaste arteri ja vatsakeste süda;
• silelihaste organitesse, veresoontesse ja nahka.

Vöötlihastele on osa lihasluukonna, olles osa, sest lisaks neile, see hõlmab kõõluste, sidemete, luude. Kui mehhanismi rakendamiseks lihaskontraktsiooni, täidab järgmisi ülesandeid ja funktsioone:

• keha liigub;
• kehaosad liiguvad üksteise suhtes;
• keha on toetatud ruumi;
• soojust;
• ajukoores on aktiveeritud aferentsete et vastuvõtlik valdkondades lihasesse.

Silelihaste on:

• motor aparatuuri siseorganeid, mis hõlmab bronhipuust, kopsude ja seedeelundite toru;
• lümfisüsteemi ja vereringesüsteemides;
• süsteemi urogenitaalne elundeid.

füsioloogiliste omaduste

Nagu kõik selgroogsete inimorganismis on kolm kõige olulisemat omadusi skeletilihaste:

• kokkutõmbumise - vähendada ja muuta pinge ergastamisel;
• juhtivus - liikumine võimekust kogu kiu
• erutuvust - reageerimine stiimulile muutes membraanipotentsiaal ja iooniläbilaskvusfaktoriks.

Lihased on põnevil ja hakkavad vähenema närviimpulsside riigist kesklinnas. Aga tehistingimustes kasutades elektrilise stimulatsiooni. Lihase võib seejärel ärritatud vahetult (otsene stimulatsioon) või läbi närviraku innerveeruvatest lihaste (kaudsed stimulatsiooni).

tüüpi kärped

Mehhanism lihaskontraktsioonid tähendab muudab keemilise energia mehaaniliseks tööks. See protsess saab mõõta eksperimentaalselt konn: pojaga lihaste koormus väike kaal ja seejärel ärritada electroimpulses valgust. Vähenemine, kus lihaste lüheneb, mida nimetatakse isotooniline. lühenemine tekib siis isomeetrilise kontraktsiooni. Kõõluste ei võimalda arengut lihasjõudu lühendada. Teine auksotonichesky mehhanism lihaskontraktsiooni hõlmab tingimused intensiivne stress kui lihaste lühendab minimaalne tee ja võimu saavutada maksimaalne.

Struktuuri ja innervatsiooni skeletilihaste

Vöötlihaselise skeletilihaste sisaldab erinevaid kiudude sidekoe ja kinnitatud kõõlused. Mõnes lihaskiude on paigutatud paralleelselt pikema teljega ja teises on kaldvaadet, kusjuures lisatud Kesk kõõluse tyazhu ja pinnate tüübist.

Põhijooneks kiud sarcoplasm mass trahvi niidid - müofibrillide. Nad on heledate ja tumedate alade vahelduvad üksteisega samas kõrval viiruline kiud on kohakuti - ristlõikes. Selle tulemuseks on rist-banding ümber lihaskiud.

Sarkomeeri on keeruline, pimedas ja kaks kerget plaati ja see piiritletud Z-kujuline read. Sarkomeerid - kontraktsioonijõu aparatuuri lihasesse. Tuleb välja, et kontraktsioonifunktsiooni lihaskiudude koosneb:

• kontraktiilne aparaadi (müofibrillide süsteem);
• troofilise aparaadis mitokondrid, Golgi kompleksi ja nõrgad endoplasmaatilise retiikulumi ;
• membraani seadet;
• Viide aparatuur;
• närviaparaadis.

Lihaskiudude jaguneb 5 osa oma struktuuride ja funktsioonide ja on lahutamatu osa lihasmassi.

innervatsiooni

See protsess vöötlihastest kiududest realiseeritud närvikiude nimelt aksonite motoneuronite seljaaju ja ajutüve. Üks motoneuroni innerveerivad mitu lihaskiud. Kompleksis motoneuroni ja innerveerivad lihaskiudude nimetatakse neuromotoorsete (HME) või mootorseadmest (MU). Keskmine kiudude arv, mis innerveerib motoneuronite, iseloomustab DE lihas-, nimetatakse vastastikuste innervatsiooni tihedus. Viimane on suurim lihastes, kus väikesed liigutused ja "õhuke" (silmad, sõrmed, keele). Selle väärtus on väike, vastupidi, lihaste koos "jäme" algatusel (nt torso).

Innervatsiooni saab ühe ja mitme. Esimesel juhul saadakse aru kompaktne mootor lõpud. Tavaliselt on tüüpiline suure mootoriga neuroneid. Lihaskiud (käesolevas asjas füüsilise või kiire) teeniva PD (aktsioonipotentsiaalis), mis kehtivad neile.

Mitu innervatsiooni juhtub, näiteks välise silma lihased. See ei ole mõjupotentsiaali genereeritakse, kuna membraani no electroexcitability naatriumkanalitega. Nad on jaotunud kiu depolarisatsiooni sünaptilise lõpud. See on vajalik selleks, et aktiveerida mehhanism lihaskontraktsiooni. Protsess ei ole siin nii kiiresti kui esimesel juhul. Seetõttu nimetatakse aeglane.

Struktuuri müofibrillide

lihaskiudude läbi viidud uuringu täna põhjal röntgendifraktsiooni elektronmikroskoopia ja histochemical meetodeid.

On välja arvutatud, et igas Lihaskiud, mille läbimõõt on 1 mikromeeter, sisaldab ligikaudu 2500 protofibrillidega, st pikliku polümeriseeritud molekulide valgud (aktiin ja müosiin). Aktiini protofibrillidega kaks korda õhem müosiini. Rahulikus need lihased asuvad nii, et aktiini hõõglambi vihjeid tungida tühikud müosiin protofibrillidega.

Kitsas riba valgust ketta A on vaba aktiinikiududele. Membraankoostised Z hoiab neid koos.

On müosiin filamendid põiki nukkide kuni 20 nm, peades mis on umbes 150 müosiin molekulidega. Nad väljuvad biopolyarno ja iga juht myosinic ühendab aktiini hõõglambi. Kui seal on rõhku filamendid aktiini keskused müosiini, aktiini hõõgniit kesklinna lähedal sarkomeeri. Lõpus müosiin kiud jõuavad line Z. Siis nad võtavad kogu sarkomeeri ja aktiini on nende seas. Samal ajal ma sõidan pikkus väheneb ja lõpuks see kaob täiesti koos, mida liin Z muutub paksemaks.

Seega, vastavalt teooria liigub niidid, tänu väiksemale pikkus lihaskiude. Teooria, mida nimetatakse "käik", töötati välja Huxley ja Hanson keset kahekümnenda sajandi.

Mehhanismi lihaskiudude kokkutõmbumine

Peamiseks teooria on, et ükski hõõgniidi (müosiin ja aktiin) lühendatakse. Nende pikkus jääb samaks ja lihaspinget. Aga kimbud õhuke kiud, libisemine, minna vahel paksu kiud, vähendab kattumist, seega on vähendada.

Molekulaarne mehhanism lihaskontraktsioone on järgmine libistades aktiinikiududele. Müosiini pea ühendatud protofibrillidega aktiini. Oma nõlvadel seal on libistades, liikuda aktiini hõõgniidi keskpunkti sarkomeeri. Tänu bipolaarne korralduse müosiini molekulide mõlemale poolele filamentide tingimused libisemist aktiinikiududele erinevates suundades.

Kui müorelaksatsiooni müosiini pea eemaldub aktiinikiududele. Mis lihtne slip lõdvestunud lihaspinge resisting palju vähem. Seepärast on need passiivselt pikendada.

vähendamise meetmeid,

Mehhanism lihaskontraktsioonid võib lühidalt jagada järgmised etapid:

1. Lihaskiu stimuleeritakse kui aktsioonipotentsiaali varustab mootorit neuronites sünapside.
2. Aktsioonipotentsiaali genereeritakse membraanile lihaskiu ja seejärel levib müofibrillide.
3. Tehtud elektromehaaniline paari esindavad konversioon Elektriliste mehaaniliseks libistades PD. See eeldab kaltsiumi ioonid.

kaltsiumiioone

Paremaks arusaamiseks protsessi kiudainet aktiveerimise Katsiumiioonide on otstarbekas vaadelda struktuur aktiini elastsusele. Selle pikkus on umbes 1 mikron, paksus - 5-7 nm. See on paari keerutatud niidid, mis meenutavad aktiini monomeer. Ligikaudu iga 40 nm siin on sfäärilise troponiin molekuli ja kettide vahel - tropomiozinovye.

Kui kaltsiumiioonid puuduvad, st müofibrillide sisaldades pika tropomiozinovye molekulid blokeerivad kinnitumist aktiini ahelat ja müosiin sillad. Aga kui aktiveeritud kaltsiumi ioonid tropomiozinovye molekulid valamu sügavamale ja avatud aladel.

Siis müosiin sillad on lisatud aktiinikiududele ja ATP lõheneb ja arendab lihasjõudu. See on võimalik tänu mõju kaltsiumi troponiin. Selles molekuli viimane on deformeeritud, seega surudes tropomüosiiniga.

Kui on lihased lõdvestunud, on 1 gramm märgkaalu sisaldab rohkem kui 1 mmol kaltsiumi. Kaltsiumisoolad on isoleeritud ja eriline panipaigad. Vastasel korral lihased oleks alati vähenenud.

kaltsiumi hoiule järgmiselt. Erinevates valdkondades diafragma lihasrakud piires kiudu torud, mille kaudu on seotud keskkonna rakust väljaspool. See on süsteem Põiki- torukesed. Süsteem on risti otste millest - vesiikulid (terminal) tsisternid paigutatud vahetusse lähedusse põiki membraanid süsteemi. Üheskoos saadakse triaad. See oli pudelites säilitatud kaltsium.

Kuna PD jaotub rakus, ja seal on elektromehhaaniline konjugatsioon. Ergastamine tungib kiu satub pikisuunaline vallandab kaltsium. Seega vähendusmehhanismi viiakse lihaskiude.

3 protsessis ATP

Interaktsioonis mõlema ahela juuresolekul Katsiumiioonide märkimisväärne roll ATP. Kui mehhanismi rakendamiseks lihaskontraktsiooni skeletilihaste, energia ATP kasutatakse:

• operatsiooni naatriumi ja kaaliumi pump pidavat konstantse kontsentratsiooni ioonid;
• Nende ainete erineval pool membraani;
• libistades filamentide lühendades müofibrillide;
• Töö kaltsiumi pumba keda lõdvestuda.

ATP on rakumembraani, niitide müosiini ja sarkoplasmavõrgustikust membraani. Ensüümid murda ja hävitada müosiin.

tarbimise ATP

On teada, et müosiini pead suhelda aktiini ja sisaldab elemente ATP lõhustamine. Viimati aktiivne aktiini ja müosiini juuresolekul magneesiumioonide. Seetõttu ensüümisaitide toimub liitununa aktiini müosiin peas. Mida suurem on rist-Sildade lõikamise kiirus on suurem.

ATP mehhanism

Pärast liikumist AFL molekuli annab energiat eraldamiseks reaktsiooni kaasatud aktiini ja müosiini. Müosiin peaga eraldati, ATP lõhustatakse fosfaadi ja ADP. Uus ots on ühendatud ATP molekuli ja tsükkel jätkub. Sellised on mehhanism lihaskontraktsiooni ja lõõgastumiseks molekulaarsel tasemel.

Tegevuse piiriülese sillad kestab ainult nii kaua, kui ATP hüdrolüüs toimub. Kui teil blokeerida ensüümi sillad ei lisatud uuesti.

Reis algusega organismi surma taset ATP rakkudes langeb ja sillad jäävad stabiilselt kinnitatud aktiini elastsusele. Nii on laval koolnukangestuse.

ATP resünteesi

Resünteesi saab rakendada kahel viisil.

Ensümaatilisel üleandmine fosfaatrühma alates kreatiinfosfaadi ADP. Kuna varud kreatiin rakus palju ATP resünteesi rakendatud väga kiiresti. Samal ajal, oksüdeerimisel püroviinamarihape ja piimhape resünteesi on aeglane.

ATP ja CP võivad kaduda täielikult kui resünteesi on katki mürgid. Siis kaltsiumi pumba stop töö tulemusena lihaste pöördumatult vähenenud (st tulevad kontraktuurideni). Seega katki mehhanism lihaskontraktsioonid.

füsioloogia protsessi

Kokkuvõttes märgime, et vähendada lihaskiud lüheneb iga müofibrillide sarkomeerid. Filamendid müosiin (paks) ja aktiini (õhuke) ühendatud otsad pingevabas olekus. Aga nad hakkavad nihkumisliikumist teineteise poole, kui rakendatakse mehhanism lihaskontraktsiooni. Füsioloogia (lühidalt) selgitab protsessi kui mõjutanud müosiini vabaneb energiat vaja teisendada ATP ADP. Seega müosiini aktiivsust saab teoks ainult juhul, kui piisav sisu Katsiumiioonide koguneda sarkoplasmavõrgustikust.