Знаймо

Додати знання

приховати рекламу

Цей текст може містити помилки.

М'язове скорочення



План:


Введення

М'язове скорочення - реакція м'язових клітин на вплив нейромедіатора, рідше гормону, що виявляється в зменшенні довжини клітини. Ця життєво важлива функція організму, пов'язана з оборонними, дихальними, харчовими, статевими, видільними та іншими фізіологічними процесами.

Всі види довільних рухів - ходьба, міміка, рухи очних яблук, ковтання, дихання і т. п. здійснюються за рахунок скелетних м'язів. Мимовільні рухи (крім скорочення серця) - перистальтика шлунку і кишечника, зміна тонусу кровоносних судин, підтримання тонусу сечового міхура - обумовлені скороченням гладкої мускулатури. Робота серця забезпечується скороченням серцевої мускулатури.


1. Введення

Схема, що показує м'язи в розслабленому (вище) і скороченому (нижче) положеннях.

Основою всіх типів м'язового скорочення служить взаємодія актину і міозину. В скелетних м'язах за скорочення відповідають міофібрили (приблизно дві третини сухої ваги м'язів). Міофібрили - структури товщиною 1 - 2 мкм, що складаються з саркомеров - структур довжиною близько 2,5 мкм, що складаються з Актинові і міозінових (тонких і товстих) філаментів і Z-дисків, поєднаних з Актинові филаментами. Скорочення відбувається при збільшенні концентрації в цитоплазмі іонів Ca 2 + в результаті ковзання міозінових філаментів щодо Актинові. Джерелом енергії скорочення служить АТФ. ККД м'язової клітини близько 50%.


2. Ковзання миозина щодо актину

Головки міозину розщеплюють АТФ і за рахунок вивільняється енергії змінюють конформацію, ковзаючи по Актинові филаментам. Цикл можна розділити на 4 стадії:

  1. Вільна головка міозину пов'язується з АТФ і гідролізують його до АДФ і фосфату і залишається пов'язаної з ними. (Зворотний процес - енергія, що виділилася в результаті гідролізу, запасається у зміненій конформації міозину).
  2. Головки слабо зв'язуються з наступного субодиницею актину, фосфат відокремлюється, і це призводить до міцного зв'язування головки міозину з Актинові филаментом. Ця реакція вже необоротна.
  3. Головка зазнає конформационное зміна, яка провадить підтягування товстого филамента до Z-диску (або, що еквівалентно, вільних кінців тонких філаментів один до одного).
  4. Відділяється АДФ, за рахунок цього головка відділяється від актинового филамента. Приєднується нова молекула АТФ.

Далі цикл повторюється до зменшення концентрації іонів Ca 2 + або вичерпання запасу АТФ (в результаті смерті клітини). Швидкість ковзання міозину по актину ≈ 15 мкм / сек. В миозиновой філаменти багато (близько 500) молекул міозину і, отже, при скороченні цикл повторюється сотнями головок відразу, що й призводить до швидкого і сильного скорочення. Слід зауважити, що міозіін веде себе як фермент - актин-залежна АТФаза. Так як кожне повторення циклу пов'язане з гідролізом АТФ, а отже, з позитивною зміною вільної енергії, то процес односпрямований. Міозин рухається по актину тільки в сторону плюс-кінця.

Послідовні стадії

3. Джерело енергії для скорочення

Для скорочення м'яза використовується енергія гідролізу АТФ, але м'язова клітина має вкрай ефективну систему регенерації запасу АТФ, так що в розслабленій і працюючої м'язі зміст АТФ приблизно однаково. Фермент фосфокреатінкіназа каталізує реакцію між АДФ і креатинфосфату, продукти якої - АТФ і креатин. Креатинфосфат містить більше запасеної енергії, ніж АТФ. Завдяки цьому механізму при спалаху активності в м'язовій клітці падає вміст саме креатинфосфата, а кількість універсального джерела енергії - АТФ - не змінюється. Механізми регенерації запасу АТФ можуть відрізнятися в залежності від парціального тиску кисню в оточуючих тканинах (див. Анаеробні організми).



4. Механізм регуляції

В основному в регуляції м'язової активності беруть участь нейрони, але є випадки, коли скороченням гладкої мускулатури управляють і гормони (наприклад, адреналін і окситоцин). Сигнал про скорочення можна розділити на кілька етапів:

4.1. Від клітинної мембрани до саркоплазматичного ретикулума

Вплив медіатора, що виділився з мотонейрона, викликає потенціал дії на клітинній мембрані м'язової клітини, який передається далі за допомогою спеціальних впячіваній мембрани, званих Т-трубочками, які відходять від мембрани всередину клітини. Від Т-трубочок сигнал передається Саркоплазматичний ретикулуму - особливому компартмент з сплощені мембранних бульбашок ( ендоплазматичної мережі м'язової клітини), що оточують кожну міофібрил. Цей сигнал викликає відкриття Ca 2 +-каналів у мембрані ретикулума. Зворотно іони Ca 2 + потрапляють в ретикулум за допомогою мембранних кальцієвих насосів - Ca 2 + - АТФази.


4.2. Від виділення іонів Ca 2 + до скорочення міофібрил

Механізм скорочення м'язів з урахуванням тропоніну і тропомиозина

Для того, щоб контролювати скорочення, до Актинові філаменти прикріплюється білок тропомиозин і комплекс з трьох білків - тропонин (субодиниці цього комплексу називаються тропоніну T, I і C). Тропонін C - близький гомолог іншого білка, кальмодуліну. Через кожні сім субодиниць актину розташований тільки один тропонінового комплекс. Зв'язок актину з тропонином I переміщує тропомиозин в положення, що заважає зв'язку міозину з актином. Тропонін C зв'язується з чотирма іонами Ca 2 + і послаблює дію тропоніну I на актин, і тропомиозин займає положення, не перешкоджає зв'язку актину з міозином.


5. Основні білки міофібрил

Білок Частка білка% Його мовляв. маса, kDa Його функція
Міозин
44
510
Головний компонент товстих філаментів. Утворює зв'язку з актином. Рухається по актину за рахунок гідролізу АТФ.
Актин
22
42
Головний компонент тонких філаментів. Під час скорочення м'язи по ньому рухається міозин.
Тітін
9
2500
Великий гнучкий білок, який утворює ланцюг для зв'язування міозину з Z-диском.
Тропонін
5
78
Комплекс з трьох білків, що регулює скорочення при зв'язуванні з іонами Ca 2 +.
Тропоміозін
5
64
Пов'язаний з Актинові филаментами стержневидний білок, який блокує рух міозину.
Небулін
3
600
Довгий нерозтяжної білок, пов'язаний з Z-диском і йде паралельно Актинові филаментам.

Література

  • Б. Альбертс, Д. Брей, Дж. Льюіс, М. Рефф, К. Робертс, Дж. Уотсон, Молекулярна біологія клітини - В 3-х т. - Пер. з англ. - Т.2. - М.: Мир, 1994. - 540 с.
  • М. Б. Беркінбліт, С. М. Глаголєв, В. А. Фуралев, Загальна біологія - У 2-х ч. - Ч.1. - М.: МИРОС, 1999. - 224 с.: Іл.

Цей текст може містити помилки.

Схожі роботи | скачати

Схожі роботи:
Скорочення
Лоренцеве скорочення
Про скорочення гімназичного освіти
Скорочення назв книг Біблії
© Усі права захищені
написати до нас
Рейтинг@Mail.ru