Что происходит в тканях мышц ног биология 8 класс кратко

Обновлено: 04.07.2024

Только скелетные мышцы являются составной частью опорно- двигательной системы (ОДС), совместно с костями и их соединениями.

Нередко эту систему называют костно- мышечной.

Скелет считают пассивной частью, а мышцы, которые при сокращении изменяют положение тела в пространстве, считают активной частью опорно- двигательной системы.

Мышцы человека не только участвуют в движении человека, но и выполняют другие функции:

осуществляют дыхательные и глотательные движения
формируют мимику
участвуют в образовании ротовой, грудной, брюшной и тазовой полостей
входят в состав стенок глотки, гортани и других органов
осуществляют движение глаз
оказывают влияние на кровообращение и развитие, форму костей

В организме человека насчитывается около 600 мышц.

Благодаря особому строению мышцы могут сокращаться и приводить в движение скелет человека.

Давайте заглянем в микроскопический мир мышц!

Скелетные мышцы и строение мышечных клеток (волокон)

Мышцы, которые прикрепляются к костям, называются скелетными. Они являются составной частью опорно- двигательной системы.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Также мышца сокращается и как бы вздувается под кожей. Это вздутие видно снаружи, и кажется, будто под кожей пробежала мышка, поэтому и дали мышцам такое название.

Скелетные мышцы состоят из поперечнополосатой мышечной ткани, а контролирует деятельность мышц соматическая нервная система. Кровеносная система активно снабжает мышечную ткань кислородом и питательными веществами, также выводит углекислый газ и продукты распада обмена веществ.

Вот так выглядит поперечнополосатая мышечная ткань под микроскопом:

Мышечная ткань состоит из клеток- миоцитов, которые имеют вид длинного и тонкого волокна, поэтому эти клетки и называют мышечным волокном.

Миоцит имеет много ядер в клетке, что является результатом слияния большого количества клеток.

Клетки мышечной ткани способны к возбудимости и сократимости.

Возбудимость- способность клеток отвечать на внешние раздражители.

Сократимость- способность клеток менять свои размеры под действием раздражителей.

Выделяют два типа мышечных волокон:

Вдоль скелетных мышечных клеток идут нитевидные структуры- миофибриллы, которые являются функциональной единицей мышечного волокна.

Миофибриллы- это органеллы клеток поперечнополосатых мышц, обеспечивающие их сокращение, занимают практически всю цитоплазму клетки, при этом ядра клетки оттесняются на периферию.

Каждая миофибрилла состоит из параллельно расположенных саркомеров- составных и сократимых единиц мышечного волокна.

Саркомеры состоят из белков: миозина (толстые нити) и актина (тонкие нити), благодаря которым происходит сокращение мышечной клетки.

Границы саркомеров соседних мышечных волокон совпадают. В результате под микроскопом мы видим, что мышечные клетки имеют поперечную исчерченность.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Строение миофибриллы

Как вы уже прочитали, миофибриллы состоят из саркомеров.

Посмотрите подробное строение миофибриллы и саркомера:

Строение миофибриллы:

А-диск состоит из множества темных нитей миозина
I-диск состоит из множества светлых нитей актина
Z-линия- это линия в центре I-диска, отделяющая один саркомер от другого.

Можно сказать, что саркомер- это участок между двумя Z-линиями.

На участке А-диска перекрываются тонкие актиновые и толстые миозиновые нити.

Мышечное сокращение

Работу скелетных мышц мы можем контролировать.

Нервный импульс, от середины мышц к ее концам, передают двигательные нейроны (мотонейроны), вызывая сокращение мышц.

Нервный импульс идет с огромной скоростью, быстро передавая сигнал от одной миофибриллы к другой.

При мышечном сокращении каждый саркомер укорачивается.

Обычно этот процесс описывается как скольжение актиновых и миозиновых нитей относительно друг друга.

Каждая миозиновая головка "шагает" вдоль актиновой нити.

Она упирается в актиновую нить и заставляет ее смещаться относительно толстой нити миозина.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Мышцы отличаются большой живучестью. Даже после смерти животного или человека многие мышцы долго сохраняют способность к сокращению.

Так как в мертвом организме головной мозг не может посылать нервные импульсы к мышцам, то и мышца не может сократиться.

Свойство сокращения мышц после гибели животного используют физиологи, изучающие работу мышц.

Например, вырезанную мышцу лягушки можно заставить сокращаться, если раздражать ее электричеством.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Внешнее строение скелетных мышц

Мышца как орган состоит из мышечной и соединительной ткани, сосудов и нервов, имеет определенную форму и выполняет соответствующую ей функцию.

Мышечные волокна собраны в пучки.

Множество пучков образуют мышцу, которая покрыта общей соединительнотканной оболочкой фасцией.

На концах мышц эта фасция превращается в сухожилия, которые прикрепляют мышцу к костям.

Таким образом, в мышце выделяют следующие основные части:

брюшко, которое может активно сокращаться, оно образовано мышечными волокнами и переходит в сухожилия
головку- начальную часть мышцы
хвост- концевая часть мышцы

Большинство мышц человека имеют одну головку и один хвост.

По форме строения тела мышцы бывают:

1) Веретенообразные

Веретенообразные мышцы располагаются на конечностях, осуществляя их работу (сгибание, разгибание локтевых, коленных суставов). По числу входящих в состав тела брюшков могут быть одно- и двубрюшные.

а) однобрюшные, в свою очередь, могут иметь несколько головок и прикрепляться к разным костям

2) Лентовидные (прямые)

Лентовидные мышцы образуют стенки туловища, стенки брюшной и грудной полостей, также на шее и голове (пример: грудино-ключично-сосцевидная мышца).

3) Косые (перистые)

Перистые мышцы: одноперистые, двуперистые, многоперистые мышцы. Перистая форма расположения мышечных пучков характерна для сильных мышц. Чаще они короткие и могут развивать большую силу и выносливость.

4) Параллельные

Параллельные мышцы называют ловкими, т.к. могут выполнять более тонкую работу.

По сравнению с перистыми они имеют большую длину, при этом менее выносливы.

5) Круговые

Круговые мышцы располагаются вокруг отверстий тела.

круговая мышца рта закрывает отверстие рта, служит для стягивания и выдвижения вперед губ.
круговая мышца глаз- смыкает веки, производит зажмуривание глаза, расширяет слёзный мешок и влияет на отведение слёзной жидкости через слёзные канальцы

6) Конвергентные мышцы

Конвергентные мышцы образуются путем сближения рядом лежащих мышц, например, большая грудная мышца, которая выполняет сгибание плеча, приведение его к туловищу и приподнимает ребра, участвуя в акте вдоха.

По длине и ширине мышцы можно разделить на:

длинные мышцы встречаются там, где размах движения велик (например, на конечностях)
короткие мышцы залегают там, где размах движения мал (например, между отдельными позвонками)
широкие мышцы располагаются преимущественно на туловище, в стенках полостей тела (например, мышцы живота); поверхностные мышцы спины и груди идут в разных направлениях, и мышцы не только обеспечивают большое разнообразие движений, но и способствуют укреплению стенок полостей тела

Классификация мышц

По строению тела

По направлению волокон

По отношению к частям тела

По расположению в теле человека

По отношению к суставам

одноглавые (плечевая)
двуглавые (бицепс)
трехглавые (трицепс)
четырехглавые (квадрицепс берда)
- веретенообразные (плечевая, бицепс, трицепс)
- лентовидные (портняжная мыщца)
- косые, бывают 1,2,3, многоперистые
- параллельные
- круговые (круговая мышца рта)
- антагонисты: противоположно действующие: сгибатели и разгибатели
- мышцы-синергисты: расположены по одну сторону оси сустава и действуют в одном направлении
- сфинктеры- круговые мышцы (круговая мышца рта)
У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

После интенсивной нагрузки через день у нетренированных людей возникает тянущая боль в мышцах.

Это происходит из-за накапливания в мышцах вредных веществ, а в частности, молочной кислоты, которая не успела выйти с током крови из мышц.

При активной работе может создаться дефицит кислорода, который окисляет глюкозу. Продукт неполного окисления глюкозы- молочная кислота.

Молочная кислота воздействует на мышцы и рецепторы, что вызывает боль.

При таких мышечных болях хорошо проводить массаж, расслабляющий мышцы; делать легкие упражнения, чтоб усилить кровоток в мышцах; принимать теплый душ, ну и тренироваться регулярно, чтобы мышцы привыкли к нагрузкам.

Работа мышц

Для работы мышц требуется немало энергии, которая образуется в результате распада питательных веществ, поступающих с пищей.

А для совершения движений необходима работа нескольких групп мышц.

Мышечное волокно способно сократиться лишь после того, как получит нервный сигнал от нейрона (исполнительного мотонейрона).

Наши мышцы находятся в тонусе, находясь под влиянием постоянных нервных импульсов.

Если мышцы длительное время интенсивно работают, то в них происходит истощение запасов энергии и накопление вредных веществ, а также утомление нервных центров, которые контролируют работу мышц, все это приводит к утомлению мышц.

Утомление мышц- это временное снижение работоспособности мышц в результате работы.

После некоторого периода отдыха мышцы восстанавливают свою работоспособность.

Поэтому важно при работе чередовать статическую работу мышц на динамическую.

Динамическая работа связана с перемещением тела и его частей в пространстве (бег, прыжки).

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Почему мы дрожим, когда холодно?

Мышцы при работе выделяют тепло.

Например, пильщики дров даже зимой работают без верхней одежды.

Если человек замерз и не хочет активно двигаться, то организм его начинает проделывать сокращения мышц помимо его желания.

Эти движения состоят в судорожном сокращении мышц- дрожи.

Дрожь способствует выделению тепла!

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Гладкие и сердечные мышцы

Гладкие и сердечная мышцы не относятся к опорно- двигательной системе.

Гладкие мышцы образует гладкая мышечная ткань.

В отличие от поперечнополосатых мышц, они не являются отдельными мышцами, а составляют только часть органов.

Гладкие мышцы находятся в стенках органов пищеварительного канала, бронхов, кровеносных и лимфатических сосудов, мочевого пузыря, в матке, а также в радужной оболочке глаза, коже и железах.

Для них характерно очень медленное сокращение, которое может длиться многие минуты и даже часы.

Они способны работать долго и с большой силой, причем практически без утомления мышц.

Например, мышцы стенок артерий, находятся в сокращенном состоянии всю жизнь человека.

Гладкие мышцы, в отличие от скелетных, сокращаются произвольно, т.е. человек не может их контролировать, потому что они иннервируются вегетативными нервными волокнами.

Сокращение мышц происходит под действием химических веществ: ацетилхолина и адреналина.

Поперечный срез артерии:

Сердечная мышца

Данный тип мышцы расположен только в среднем слое стенки сердца- миокарде. Больше нигде этот вид мышц вы не встретите.

Эта мышца также имеет поперечную исчерченность, поэтому схожа со скелетными мышцами. Однако своей выносливостью она имеет сходство и с гладкими мышцами.

Сердечная мышца относится к непроизвольным мышцам, хотя бывали случаи, когда человек мог контролировать биение своего сердца.

Строение сердечной мышечной ткани:

Клетки сердечной мышечной ткани чаще одноядерные.

В клетках находятся миофибриллы, которые сходны по строению с миофибриллами поперечнополосатых мышц.

У меня есть дополнительная информация к этой части урока!

Мышцы сердца сами подают себе сигналы к сокращению.

Это называется автоматия сердца.

Автоматия сердца- это его способность к ритмическому сокращению без всяких видимых раздражений под влиянием импульсов, возникающих в самом органе.

Неслучайно врачи заставляют забиться остановившееся сердце, пропустив через него электрические разряды тока, которые могут вызвать сокращение сердечной мышцы и восстановление автоматии сердца.

Пройти тест и получить оценку можно после входа или регистрации

Это интересно

За счет чего происходит увеличение мышечной массы?

Первая версия.

Существовало мнение, что мышцы растут за счет увеличения количества мышечных клеток. Это явление назвали гиперплазия.

Но мы знаем, что клетки скелетных мышц не способны делиться у взрослого человека, а, следовательно, рост мышц за счет этого процесса у человека не происходит.

Но следует заметить, что у некоторых животных гиперплазия мышечных клеток возможна, например, у птиц.

Также в медицинской практике встречаются случаи регенерации мышечных клеток у человека.

Вторая версия

Так, более интенсивная работа сердечной и скелетных мышц обусловила особенности строения поперечно-полосатой ткани в отличие от гладкой.

Поперечно-полосатая мышечная ткань состоит из развитых многоядерных мышечных волокон, имеющих поперечную исчерченность. Она способна к быстрому сокращению.

В сердечной мышце волокна в некоторых местах переплетаются, чтобы вся мышца могла быстро сокращаться.

Гладкая ткань образована короткими одноядерными мышечными волокнами, которые сокращаются очень медленно.

Поперечно-полосатая скелетная мускулатура отвечает за передвижение тела, мимику лица. Её сокращение имеет произвольный характер, то есть зависит от воли человека.

Гладкая мускулатура осуществляет непроизвольное сокращение внутренних органов, сужение и расширение сосудов независимо от воли человека.

Нервная ткань обеспечивает передачу возбуждения от нервных окончаний (рецепторов) к центральной нервной системе, а от неё к органу.

Нейрон имеет тело, длинный отросток (аксон) и короткие отростки (дендриты). Между собой нейроны соединяются при помощи особых контактов — синапсов.

С помощью данного видеоурока учащиеся выяснят строение и функции мышц. Рассмотрят основные группы скелетных мышц. С помощью рисунков узнают расположение мышцы в теле человека. Урок содержит дополнительный познавательный материал про самые большие и самые маленькие мышцы организма. Также учащиеся узнают историю названия мышц

В данный момент вы не можете посмотреть или раздать видеоурок ученикам

Чтобы получить доступ к этому и другим видеоурокам комплекта, вам нужно добавить его в личный кабинет, приобретя в каталоге.

Получите невероятные возможности

Конспект урока "Мышцы. Типы мышц, их строение и значение"

Мышцы состоят из мышечной ткани, которая образована вытянутыми многоядерными клетками, которые имеют вид поперечно-исчерченных волокон. Существует несколько типов мышц – гладкие и скелетные.

Гладкие мышцы входят в состав стенок внутренних органов (сердца, кровеносных сосудов, желудка и кишечника). Они играют важную роль в процессах, не зависящих от нашего сознания, например в перемещении пищи по пищеварительному тракту. Работа гладких мышц не зависит от воли человека, сокращаются они медленно и могут долго находиться в таком состоянии.

К скелетным мышцам относятся поперечно-полосатые мышцы головы, туловища и конечностей. Сокращаются они быстро, и их работа обеспечивает произвольные движения.

Мышца состоит из большого количества мышечных волокон, которые способны сокращаться. Они идут параллельно друг другу и собраны в пучки.

Мышечное волокно образовано тонкими нитями – миофибриллами, которые в свою очередь состоят из тончайших белковых нитей. Благодаря их взаимодействию происходит напряжение и укорочение мышц.

Каждое мышечное волокно покрыто соединительнотканной оболочкой, которая переходит к концам мышц в сухожилия. Сухожилия – пассивная, несокращающаяся часть скелета, с помощью которой мышцы крепятся к костям. Они прочно срастаются с надкостницей (оболочкой, которая покрывает кость снаружи). Сухожилия обладают большой прочностью, практически не могут растягиваться и выдерживают нагрузку до 600 килограммов при растяжении.

Снаружи мышца покрыта фасцией ─ тонкой оболочкой из соединительной ткани. Мышцы хорошо снабжаются кровью, которая приносит кислород и питательные вещества и удаляет конечные продукты обмена.

Строение двуглавой и трёхглавой мышц плеча. Тело мышцы, состоящее из мышечных волокон, называется брюшко. То сухожилие, которое прикрепляется к кости, остающейся малоподвижной при движении, называется головка. А другое сухожилие, которое прикрепляется к подвижным костям, называется хвостом.

В мышцах располагаются нервные окончания – рецепторы. Они воспринимают степень растяжения и укорочения мышц и доставляют информацию в спинной и головной мозг, которые управляют движениями. Сокращение мышц происходит тогда, когда они получают сигнал от центральной нервной системы. Если нерв повреждён, мышца не будет сокращаться.

У женщин мышцы составляют около 30 процентов массы тела, а у мужчин – от 35 до 45 процентов. У человека описано 639 мышц, из них только пять – непарные. Самая маленькая мышца – стременная – находится в среднем ухе и имеет длину всего 1,3 миллиметра. Самая длинная мышца – портняжная – начинается от верхней части таза, проходит наискось по передней поверхности бедра и прикрепляется к внутренней части колена. Самые крупные – большие ягодичные мышцы, они приводят в движение ноги.

В зависимости от расположения у человека выделяют мышцы головы, шеи, туловища, верхних и нижних конечностей.

На голове у человека располагается круговая мышца рта, мышца, опускающая угол рта, круговая мышца глаза, височная, затылочная и грудино-ключично-сосцевидная мышцы.

Среди мышц головы выделяют две группы: жевательные и мимические. Жевательные мышцы обеспечивают движение нижней челюсти, пережёвывание пищи и участвуют в формировании звуков. Одним своим концом они прикрепляются к костям черепа, а другим – к нижней челюсти. Жевательные мышцы являются самыми сильными у человека. В книге рекордов Гиннеса указано, что в 1982 году Хоффман смог развить ими усилие в 442 килограмма.

Мимические мышцы, в отличие от всех остальных мышц, крепятся к кости только одним своим концом, а другой заканчивается свободно в коже. С помощью сокращения мимических мышц мы выражаем свои эмоции и настроение.

С помощью мышц шеи человек поворачивает, опускает и поднимает голову. Если повернуть голову в сторону, то легко можно прощупать одну из самых крупных мышц шеи – грудино-ключично-сосцевидную.

К мышцам туловища относятся мышцы груди, живота и спины.

К мышцам груди относятся наружные и внутренние межрёберные мышцы и диафрагма, которые обеспечивают дыхательные движения.

Диафрагма ─ главная дыхательная мышца. Она изогнута в форме купола и отделяет грудную полость от брюшной. Большая и малая грудные мышцы осуществляют движения верхних конечностей.

Мышцы живота – поперечные, косые и прямые – образуют брюшной пресс, они участвуют в повороте туловища и его наклонах.

На спине находятся трапециевидная мышца и широчайшая мышца спины. Мышцы спины образуют несколько слоёв: мышцы, лежащие на поверхности, способствуют движению верхних конечностей; глубокие мышцы разгибают позвоночник и обеспечивают сохранение вертикального положения.

Рука человека образована сорока девятью мышцами. При сокращении дельтовидная мышца поднимает руку, двуглавая мышца сгибает руку в локтевом суставе, а трёхглавая – разгибает.

К мышцам нижней конечности относятся портняжная, прямая и широкая мышцы бедра, передняя большеберцовая, икроножная и большая ягодичная мышцы. Четырёх- и двуглавая мышцы приводят в движение голень.

Названия одних мышц обозначают их форму: ромбовидная, трапециевидная, квадратная. Других – их размеры и величину: большая, малая, длинная, короткая. В название может входить направление мышечных пучков, например поперечная и косая мышцы.

Итог урока. Скелетные мышцы обеспечивают передвижение человека. Они прикрепляются к костям и являются активной частью опорно-двигательной системы. В теле человека выделяют поперечно-полосатые мышцы головы, туловища и конечностей.

Мышечное сокращение. Характеристика и механизм мышечного сокращения

Выделяют несколько последовательных этапов запуска и осуществления мышечного сокращения.

1. Потенциал действия распространяется вдоль двигательного нервного волокна до его окончаний на мышечных волокнах.

2. Каждое нервное окончание секретирует небольшое количество нейромедиатора ацетилхолина.

3. Ацетилхолин действует на ограниченную область мембраны мышечного волокна, открывая многочисленные управляемые ацетилхолином каналы, проходящие сквозь белковые молекулы, встроенные в мембрану.

4. Открытие управляемых ацетилхолином каналов позволяет большому количеству ионов натрия диффундировать внутрь мышечного волокна, что ведет к возникновению на мембране потенциала действия.

5. Потенциал действия проводится вдоль мембраны мышечного волокна так же, как и по мембране нервного волокна.

6. Потенциал действия деполяризует мышечную мембрану, и большая часть возникающего при этом электричества течет через центр мышечного волокна. Это ведет к выделению из саркоплазматического ретикулума большого количества ионов кальция, которые в нем хранятся.

7. Ионы кальция инициируют силы сцепления между актиновыми и миозиновыми нитями, вызывающие скольжение их относительно друг друга, что и составляет основу процесса сокращения мыщц.

8. Спустя долю секунды с помощью кальциевого насоса в мембране саркоплазматического ретикулума ионы кальция закачиваются обратно и сохраняются в ретикулуме до прихода нового потенциала действия. Удаление ионов кальция от миофибрилл ведет к прекращению мышечного сокращения.

Далее мы обсудим молекулярные механизмы этого процесса.

Миофибрилла в расслабленном и сокращенном состоянии. Показано (вверху), что актиновые нити (розовые) вдвинуты в пространства между миозиновыми нитями (красные). Сближение Z-дисков друг с другом (внизу).

Молекулярные механизмы мышечного сокращения

Механизм скольжения нитей для мышечного сокращения. На рисунке показан основной механизм мышечного сокращения. Показано расслабленное состояние саркомера (вверху) и сокращенное состояние (внизу). В расслабленном состоянии концы актиновых нитей, отходящие от двух последовательных Z-дисков, лишь незначительно перекрываются. Наоборот, в сокращенном состоянии актиновые нити втягиваются внутрь между миозиновыми так сильно, что их концы максимально перекрывают друг друга. При этом Z-диски притягиваются актиновыми нитями к концам миозиновых. Таким образом, мышечное сокращение осуществляется путем механизма скольжения нитей.

Что заставляет нити актина скользить внутрь среди нитей миозина? Это связано с действием сил, генерируемых при взаимодействии поперечных мостиков, исходящих от нитей миозина, с нитями актина. В условиях покоя эти силы не проявляются, однако распространение потенциала действия вдоль мышечного волокна приводит к выделению из саркоплазматическо-го ретикулума большого количества ионов кальция, которые быстро окружают миофи-бриллы. В свою очередь, ионы кальция активируют силы взаимодействия между нитями актина и миозина, в результате начинается сокращение. Для осуществления процесса сокращения необходима энергия. Ее источником являются высокоэнергетические связи молекулы АТФ, которая разрушается до АДФ с высвобождением энергии. В следующих разделах мы приведем известные детали молекулярных процессов сокращения.

Молекулярные особенности сократительных нитей

Миозиновая нить. Она состоит из множества молекул миозина, молекулярная масса каждой составляет около 480000. На рисунке показана отдельная молекула; и также — объединение многих молекул миозина в миозиновую нить, а также взаимодействие одной стороны этой нити с концами двух актиновых нитей.

В состав молекулы миозина входят 6 полипептидных цепей: 2 тяжелые цепи с молекулярной массой около 200000 каждая и 4 легкие цепи с молекулярной массой около 20000 каждая. Две тяжелые цепи спирально закручиваются вокруг друг друга, формируя двойную спираль, которую называют миозиновым хвостом. С одного конца обе цепи изгибаются в противоположных направлениях, формируя глобулярную полипептидную структуру, называемую миозиновой головкой. Таким образом, на одном конце двойной спирали молекулы миозина образуются 2 свободные головки; 4 легкие цепи также включены в состав миозиновой головки (по 2 в каждой). Они помогают регулировать функцию головки во время мышечного сокращения.

А. Молекула миозина.
Б. Объединение многих молекул миозина в одну миозиновую нить.
Показаны также тысячи миозиновых поперечных мостиков и взаимодействие их головок с прилежащими актиновыми нитями.

Миозиновая нить состоит из 200 или более отдельных молекул миозина. Видно, что хвосты молекул миозина объединяются, формируя тело нити, а многочисленные головки молекул выдаются наружу по сторонам тела. Кроме того, наряду с головкой в сторону выступает часть хвоста каждой миозиновой молекулы, образуя плечОу которое выдвигает головку наружу от тела, как показано на рисунке. Выступающие плечи и головки вместе называют поперечными мостиками. Каждый поперечный мостик может сгибаться в двух точках, называемых шарнирами. Один из них расположен в месте, где плечо отходит от тела миозиновой нити, а другой — где головка крепится к плечу. Движение плеча позволяет головке или выдвигаться далеко наружу от тела миозиновой нити, или приближаться к телу. В свою очередь, повороты головки участвуют в процессе сокращения, что обсуждается в следующих разделах.

Общая длина каждой миозиновой нити остается постоянной и равна почти 1,6 мкм. В самом центре миозиновой нити на протяжении 0,2 мкм поперечных мостиков нет, поскольку снабженные шарнирами плечи отходят в стороны от центра.

Сама миозиновая нить сплетена таким образом, что каждая последующая пара поперечных мостиков смещена в продольном направлении относительно предыдущей на 120°, что обеспечивает распределение поперечных мостиков во всех направлениях вокруг нити.

АТФ-азная активность миозиновой головки. Есть и другая особенность миозиновой головки, необходимая для мышечного сокращения: миозиновая головка функционирует как фермент АТФ-аза. Как объясняется далее, это свойство позволяет головке расщеплять АТФ и использовать энергию расщепления высокоэнергетической связи для процесса сокращения.

Актиновая нить. Актиновая нить состоит из трех белковых компонентов: актина, тропомиозина и тропонина.

Актиновая нить, состоящая из двух спиралевидных цепочек молекул F-актина и двух цепочек молекул тропомиозина, расположенных в желобках между цепочками актина.
К одному концу каждой молекулы тропомиозина прикреплен тропониновый комплекс, который запускает сокращение.

Основой актиновой нити являются две цепи белковой молекулы F-актина. Обе цепи закручиваются в спираль так же, как и молекула миозина.

Каждая цепь двойной спирали F-актина состоит из полимеризованных молекул G-актина с молекулярной массой около 42000. К каждой молекуле G-актина прикреплена 1 молекула АДФ. Полагают, что эти молекулы АДФ являются активными участками на актиновых нитях, с которыми взаимодействуют поперечные мостики миозиновых нитей, обеспечивая мышечное сокращение. Активные участки на обеих цепях F-актина двойной спирали расположены со смещением таким образом, что вдоль всей поверхности актиновой нити встречается один активный участок примерно через каждые 2,7 нм.

Длина каждой актиновой нити — около 1 мкм. Основания актиновых нитей прочно встроены в Z-диски; концы этих нитей выступают в обоих направлениях, располагаясь в пространствах между миозиновыми молекулами.

Молекулы тропомиозина. Актиновая нить также содержит другой белок — тропомиозин. Каждая молекула тропомиозина имеет молекулярную массу 70000 и длину 40 нм. Эти молекулы спирально оплетают спираль из F-актина. В состоянии покоя молекулы тропомиозина располагаются поверх активных участков актиновых нитей, препятствуя их взаимодействию с миозиновыми нитями, лежащему в основе сокращения.

Тропонин и его роль в мышечном сокращении. По ходу молекул тропомиозина к ним периодически прикреплены другие белковые молекулы, называемые тропонином. Они представляют собой комплексы трех слабосвязанных белковых субъединиц, каждая из которых играет специфическую роль в регуляции мышечного сокращения. Одна из субъединиц (тропонин I) имеет высокое сродство к актину, другая (тропонин Т) — к тропомиозину, третья (тропонин С) — к ионам кальция. Считают, что этот комплекс прикрепляет тропомиозин к актину. Высокое сродство тропонина к ионам кальция, как полагают, инициирует процесс сокращения, о чем говорится в следующей статье.

Видео физиология мышц и мышечного сокращения - профессор, д.м.н. П.Е. Умрюхин

Редактор: Искандер Милевски. Дата обновления публикации: 18.3.2021

Читайте также: