Физиология мышц

Одно из характерных свойств всех живых систем начиная от простейших и кончая самыми сложными
Активное движение

Биологическое движение
Сокращение различных мышц,
Движение листьев,
Биение ресничек,
Движение жгутиков,
Деление клеток,
Движение протоплазмы.

Все разнообразные формы проявления двигательной активности имеют общую черту – превращение химической энергии в механическую.

Формы движения
Амебойдное
Мерцательное
Мышечное
(для тел большой массы)

Мышечное движение наиболее эффективный способ перемещения
0,2 миллиметра в секунду
сантиметры
10,2 метра в секунду
километры

Мышечными называют все типы клеток, функция которых состоит в сокращении.

У млекопитающих имеются три главных типа клеток, специально приспособленных для сокращения: волокна скелетных мышц , клетки сердечной мышцы , гладкомышечные клетки.

Классификации мышц
АНАТОМИЧЕСКАЯ
СКЕЛЕТНЫЕ
ВИСЦЕРАЛЬНЫЕ
СЕРДЕЧНАЯ
Гистологическая
Поперечнополосатые
Гладкие
произвольные
Функциональная
непроизвольные

Скелетная мышца

Пучок мышечных волокон
х5
Уровни структурной организации скелетных мышц
Мышца
х1
Мышечное волокно
Х 500
Миофибрилла
Х 10000
Саркомер
Х 50000
Миофиламенты
Х 1000000

миофибрилла
саркомер
Z - линия
Z - линия
Тонкие нити
М - линия
Толстые нити
Титиновые нити

Миозиновые нити
(толстые нити)
Каждая миозиновая нить состоит из 300–400 молекул миозина.

Строение молекулы миозина
Тяжёлые цепи — две спирально закрученные полипептидные нити, несущие на своих концах глобулярные головки.
Миозин — гексaмер (две тяжёлые и четыре лёгкие цепи).

ЛЁГКИЙ МЕРОМИОЗИН
ТЯЖЕЛЫЙ МЕРОМИОЗИН
субфрагмент S1
субфрагмент S2
шарнирные участки

Строение актиновых нитей
G – актин мономер
F – актин полимер
Функциональная актиновая нить
тропомиозин
тропонин
Комплекс регуляторных белков

тропомиозин
G - актин
тропонин

Последовательность процессов при мышечном сокрашении
Деполяризация постсинаптической мембраны и генерация ПД.
Распространение ПД по плазмолемме МВ .
Передача сигнала в триадах на саркоплазматический ретикулум.
Выброс Ca2+ из саркоплазматического ретикулума.
Связывание Ca2+ тропонином С тонких нитей.
Взаимодействие тонких и толстых нитей (формирование мостиков), появление тянущего усилия и скольжение нитей относительно друг друга.
Цикл взаимодействия нитей.
Укорочение саркомеров и сокращение МВ.
Расслабление.

Са2+
Са2+
АТФ
АДФ
рецепторы
дигидропиридина
Рецепторы рианодина
саркоплазматический ретикулюм
Т-трубочка
Са2+
Потенциалозависимый кальциевый канал
Концентрация кальция в цитоплазме
ПД
ПД
ПД
1
2
4
3

G - актин
G - актин
G - актин
G - актин
Са 2+< 10-9 M
Са 2+ не связан с тропонином.
Взаимодействие актина с миозином заблокировано.
тропомиозин
тропонин
Область связывания миозина
Область связывания актина
Са 2+< 10-5 M
Са 2+ связан с тропонином.
Взаимодействие актина с миозином разблокировано.
Са2+
Са2+
5
6

Модель мостика Хаксли-Симмонса
1
2
3
4
1
2
3
4

Цикл
взаимодействия
нитей

АДФ
Р

1
АДФ
Р
Са2+

1
Са2+
АДФ
Р
АДФ
Р

2
Са2+
АДФ
Р

АДФ
3

АДФ
4
АТФ

5
АТФ
АТФ
АТФ

6
АТФ
АДФ
Р

1
Са2+
АДФ
Р
АДФ
Р
7

Цикл взаимодействия нитей

Укорочение саркомеров и сокращение МВ.

ативное
пассивное
Общее напряжение
Общее напряжение
пассивное
ативное