Лекція 2. ФІЗІОЛОГІЯ М’ЯЗІВ. РОБОТА І СИЛА М’ЯЗІВ. ВТОМА

М'язове волокно

М'язи складаються з безлічі подовжених м'язових волокон - функціональних одиниць. Вони мають циліндричну форму й розташовані паралельно один одному. М'язове волокно - результат злиття багатьох клітин. Кожне волокно оточене мембраною - сарколемою(за будовою - звичайна мембрана). У м'язових волокнах міститься велика кіль- кість міофибрил, що створюють поперечну посмугованість. Кожна міофібрила складається з білкових ниток двох типів - актинових і міозинових. Між міофібрилами знаходиться безліч мітохондрій. Цитоплазма м'язового волокна називається саркоплазмою і містить мережу внутрішніх мембран – саркоплазматичний ретикулум. Цистерни рети- кулума беруть участь у захопленні й вивільненні йонів Са2+.

Поперечна посмугованість зумовлена впорядкованим розташуванням ниток актину (тонких) і міозину (товс-

тих).

Молекули міозину розташовані в міозиновій нитці таким чином, що їх "голівки" розподіляються рівномірно по всій довжині.

Актинова нитка складається з 2-х спірально закручених молекул актину. У їх склад входять допоміжні білки -

тропоміозин і тропонін. Обидва білки перешкоджають взаємодії актину з міозином при відсутності йонів Са2+.

Суть механізму скорочення полягає в тому, що при деполяризації мембрани м'язового волокна із цис- терн виходить Са2+, його концентрація в ділянці міофібрил зростає в 1000 разів. Йони Са2+ ініціюють ско- рочення, зв’язуючись з тропоніном С. При цьому зв’язок тропоніну І з актином значно послаблюється, і

внаслідок цього молекули тропоміозину зміщуються вбік. Після такого руху оголюються сайти зв’язування з головками міозину. Головка міозину міцно зв’язуються з актином, шийка міозинової молекули згинаєть- ся, втягуючи актинове волокно між міозинових. Далі головка міозину від’єднується від актину і цикл по- вторюється. При цьому відбувається розщеплення АТФ. Зв’язування однієї молекули тропоніну з йоном

Са2+ призводить до оголення семи сайтів зв’язування міозину. Таких «гребків» для повного скорочення здійснюється 50, при цьому м’яз скорочується на 50% своєї початкової довжини.

Відразу ж після вивільнення Са2+ саркоплазматична сітка починає відновлювати його запас шляхом активного транспортування в довгасту частину сітки. Цей процес виконує насос (помпа) Са2+-Мg2+-АТФ- аза. У подальшому Са2+ шляхом дифузії переходить у термінальні цистерни, де й зберігається до наступ- ного ПД. Коли концентрація Са2+ за межами сітки значно зменшується, тоді хімічна взаємодія між актином

і міозином припиняється, і м’яз розслаблюється.

Коротко послідовність процесів при скороченні й розслабленні м’яза представлено в таблиці 3.1.

Таблиця 3.1

Послідовність явищ при скороченні й розслабленні м’язів