Физиология мышечного сокращения PDF Печать E-mail

Важную роль в развитии современных представлений о механизме мышечного сокращения сыграли электронно-микроскопические исследования, выявившие детали тонкой структуры мышц. Эти исследования показали, что каждое мышечное волокно построено из отдельных мышечных нитей — миофибрилл. Миофибриллы состоят из чередующихся светлых и темных участков, что придает им характерную поперечную исчерченность.

В миофибриллах имеются два белка — актин и миозин. В темных участках содержатся оба белка, а в светлых — только один. Кроме белков, в состав мышечной ткани входят вода, неорганические ионы, АТФ и фосфокреатин. По-видимому, сокращение мышечного волокна представляет собой результат скольжения нитей актина вдоль нитей миозина. Энергию для этого процесса обеспечивает АТФ, что можно доказать следующим образом. Путем соответствующей обработки в лабораторных условиях из миофибрилл удаляют все вещества, кроме актина и миозина. Затем обработанные миофибриллы помещают в воду, содержащую все необходимые неорганические ионы. Если к среде добавить АТФ, то миофибриллы сокращаются. Для образования энергии в мышце в первую очередь используется гликоген, который накапливается в мышечной ткани. Гликоген представляет собой соединение, образованное из многих молекул глюкозы; он может легко откладываться про запас. По мере необходимости гликоген снова превращается в глюкозу, глюкоза подвергается гликолизу с освобождением некоторого количества АТФ, который и служит источником энергии в мышечном сокращении.

Если мышца получает достаточно кислорода, то в ней происходят окислительные превращения, сопровождающиеся образованием значительного количества АТФ. Однако в условиях интенсивной работы в мышцах оказывается недостаточно кислорода, и АТФ образуется главным образом в ходе гликолиза, т. е. анаэробным путем. При этом в мышечной ткани накапливается молочная кислота. Как уже отмечалось, небольшое количество молочной кислоты повышает возбудимость мышцы, избыток же этого продукта может замедлить и даже прекратить мышечное сокращение. Значительная часть молочной кислоты переходит из мышц в кровь и затем подвергается окислению в печени. После прекращения мышечной деятельности дыхание в течение некоторого времени продолжает оставаться учащенным; организм получает больше кислорода, молочная кислота окисляется в цикле Кребса, и в результате происходит накопление АТФ. Остаток молочной кислоты как в мышцах, так и в печени превращается в глюкозу, а затем в гликоген.

В период покоя мышцы накапливают энергию не только в форме АТФ При образовании максимального количества АТФ, часть энергии этого соединения передается на фосфокреатин; в фосфатной связи фосфокреатина заключено столько же энергии, сколько содержится в концевой фосфатной связи АТФ. В случае необходимости энергия передается с фосфокреатина обратно на АТФ. Каково значение этого дополнительного механизма накопления энергии, видно из того факта, что в скелетных мышцах млекопитающих содержание фосфокреатина в 20 раз превышает содержание АТФ. Фосфокреатин присутствует только в мышечных клетках, потребность которых в больших, легко мобилизуемых запасах энергии значительно выше, чем у других клеток организма.

Интересные статьи из мира животных:

1) Характеристика первичнополостных

2) Оплодотворение у животных