Физиология мышц. Теория скользящих нитей

Содержание

Слайд 2

Теория скользящих нитей

Теория скользящих нитей

Слайд 3

Теория скользящих нитей объясняет механизм мышечного сокращения. Согласно этой теории в

Теория скользящих нитей объясняет механизм мышечного сокращения. Согласно этой теории в мышечном сокращении участвуют следующие молекулы:
мышечном сокращении участвуют следующие молекулы:

Слайд 4

Структура толстых миофиламентов

Толстые миофиламенты образованы связанными между собой молекулами миозина – около

Структура толстых миофиламентов Толстые миофиламенты образованы связанными между собой молекулами миозина – около 250 молекул миозина
250 молекул миозина

Слайд 5

Миозин

Форма отдельной молекулы миозина напоминает клюшку для гольфа с двумя головками. Головка

Миозин Форма отдельной молекулы миозина напоминает клюшку для гольфа с двумя головками.
молекулы миозина способна двигаться вперед и назад, обеспечивая мышечное сокращение.

На головке миозина имеются два связывающих участка. Один из них связывает АТФ. Второй связывающий участок на головке миозина осуществляет взаимодействие с актином.

Слайд 6

При гидролизе АТФ на АДФ и остаток фосфорной кислоты энергия передается на

При гидролизе АТФ на АДФ и остаток фосфорной кислоты энергия передается на
головку миозина, переводя ее в высокоэнергетическое состояние.

Слайд 7

Структура тонких миофиламентов

Тонкие миофиламенты включают три типа белковых молекул: актин, тропомиозин и

Структура тонких миофиламентов Тонкие миофиламенты включают три типа белковых молекул: актин, тропомиозин и тропонин.
тропонин.

Слайд 8

Актин

Актин - основной компонент тонких филаментов. Актиновые субъединицы соединены в виде

Актин Актин - основной компонент тонких филаментов. Актиновые субъединицы соединены в виде
двух нитей бус, скрученных в двойную винтообразную спираль. Каждая актиновая субъединица имеет участок связывания с головкой миозина.

Слайд 9

Тропомиозин

Тропомиозин - также является частью тонких миофиламентов. Тропомиозин переплетается вокруг актина.

Тропомиозин Тропомиозин - также является частью тонких миофиламентов. Тропомиозин переплетается вокруг актина.
В невозбужденной мышце тропомиозин закрывает на субъединицах актина участки связывания с миозином.

Слайд 10

Тропонин

Третий белковый компонент тонких миофиламентов тропонин. Молекулы тропонина с определенной периодичностью прилежат

Тропонин Третий белковый компонент тонких миофиламентов тропонин. Молекулы тропонина с определенной периодичностью
к молекулам тропомиозина. Тропонин, связываясь с ионами Са++, изменяет конформацию и сдвигает тропомиозин, освобождая на актиновых субъединицах связующие участки для миозина.

Слайд 11

Первый этап мышечного сокращения – освобождение участков связывания миозина на субъединицах актина

Потенциал

Первый этап мышечного сокращения – освобождение участков связывания миозина на субъединицах актина
действия проходит по мембране мышечного волокна и «заходит» в Т-трубочки. При этом происходит деполяризация мембраны саркоплазматического ретикулума и, вследствие этого, выход ионов Са++ из саркоплазматического ретикулума в цитозоль. Ионы Са++ связываются с тропонином, что приводит к конформационным изменениям в тропонин-тропомиозиновом комплексе и «освобождении» на субъединицах актина участков связывания с миозином.

Слайд 12

Са++

Са++

Са++ Са++

Слайд 13

Второй этап мышечного сокращения – связывание молекулы миозина и субъединицы актина

Когда

Второй этап мышечного сокращения – связывание молекулы миозина и субъединицы актина Когда
освобождается связывающий участок на актине, молекула миозина, находящаяся в «высокоэнергетическом» состоянии, связывается с субъединицей актина.

Слайд 14

Третий этап мышечного сокращения - движение (силовой импульс) молекулы миозина

Связывание миозина

Третий этап мышечного сокращения - движение (силовой импульс) молекулы миозина Связывание миозина
и актина индуцирует конформационные изменения головки молекулы миозина, что приводит к «освобождению» АДФ и остатка фосфорной кислоты. При этом головка миозина сгибается, «проталкивая» тонкий миофиламент к центру саркомера. Это движение называется «силовым импульсом». Таким образом, химическая энергия АТФ трансформируется в механическую энергию мышечного сокращения.

Слайд 15

Четвертый этап мышечного сокращения - отсоединение миозина от актина

Для отсоединения

Четвертый этап мышечного сокращения - отсоединение миозина от актина Для отсоединения миозина
миозина и актина необходимо связывание молекулы АТФ со специфическим связывающим участком на головке миозина.

Слайд 16

Пятый этап мышечного сокращения - восстановление «высокоэнергетического» состояния и положения молекулы миозина

Пятый этап мышечного сокращения - восстановление «высокоэнергетического» состояния и положения молекулы миозина
Освобождение миозина от связи с актином запускает гидролиз АТФ на АДФ и остаток фосфорной кислоты. При этом энергия макроэргической связи АТФ переводит молекулу миозина в «высокоэнергетическое» состояние.

Слайд 17

Шестой этап мышечного сокращения – удаление из цитозоля избытка ионов Са++

Ионы

Шестой этап мышечного сокращения – удаление из цитозоля избытка ионов Са++ Ионы
Са++ активно перекачиваются из цитозоля в саркоплазматический ретикулум благодаря работе специальной ионной помпы. При этом вновь меняется конформация тропонин-тропомиозинового комплекса, что приводит к закрытию тропомиозином участков связывания миозина на субъединицах актина.

Са++

Слайд 18

Работа Са++-АТФазы

Активные транспорт ионов Са++ из цитозоля в саркоплазматический ретикулум осуществляется

Работа Са++-АТФазы Активные транспорт ионов Са++ из цитозоля в саркоплазматический ретикулум осуществляется
благодаря работе Са++-насосов. Для работы Са++-насосов необходима энергия АТФ.

Слайд 19

Следует заметить, что в толстом миофиламенте присутствуют множество головок миозина. Их взаимодействие

Следует заметить, что в толстом миофиламенте присутствуют множество головок миозина. Их взаимодействие
с суъединицами актина осуществляется не одновременно, но в координированном порядке.

Слайд 20

NB! Во время мышечного сокращения длина тонких и толстых миофиламентов не изменяется.

NB! Во время мышечного сокращения длина тонких и толстых миофиламентов не изменяется.
Имеет место лишь их скольжение относительно друг друга. Поэтому, теория, объясняющая механизм мышечного сокращения, получила название «теории скользящих нитей». При этом уменьшается длина саркомера и ширина Н-зоны.

Мышца
расслаблена

Мышца
сокращена

Слайд 21

Роль АТФ в мышечном сокращении:

АТФ обеспечивает энергией «силовой импульс» головки молекулы

Роль АТФ в мышечном сокращении: АТФ обеспечивает энергией «силовой импульс» головки молекулы
миозина;
с помощью АТФ осуществляется разъединение молекул актина и миозина после «силового импульса»;
АТФ обеспечивет энергией транспорт ионов Са++ из цитозоля в саркоплазматический ретикулюм после сокращения.