Utaratibu wa contraction misuli. kazi na mali wa misuli skeletal

Contraction misuli - ni mchakato mgumu yenye hatua kadhaa. vipengele kuu hapa ni miosini, actin, troponini, tropomyosin na actomyosin, na calcium ioni na misombo inayotoa misuli nishati. Fikiria aina na mifumo ya contraction misuli. Hebu kujifunza, ambayo wao ni kufanywa na hatua muhimu kwa ajili ya mchakato mzunguko.

misuli

Misuli ni pamoja ndani ya vikundi, ambazo zina mfumo sawa ya contraction misuli. Kwa dalili huo wao ni kugawanywa katika aina 3:

• misuli striated ya mwili;
• misuli striated wa atiria na ventrikali ya moyo;
• misuli vyombo laini, mishipa ya damu na ngozi.

Striated misuli ni sehemu ya mfumo wa musculoskeletal, kuwa sehemu yake, kwa sababu pamoja na wao, hii ni pamoja tendons, mishipa, mifupa. Wakati kutekeleza utaratibu wa contraction misuli, kufanya kazi zifuatazo na kazi:

• mwili hatua;
• sehemu za mwili ni wakiongozwa jamaa na kila mmoja;
• mwili ni mkono katika nafasi;
• joto yanayotokana;
• cortex ni kuanzishwa kwa afferent na nyanja iliyopokelewa ya misuli.

Ya misuli laini ni:

• motor vifaa ya viungo vya ndani, ambayo ni pamoja mti kikoromeo, mapafu na tube utumbo,
• limfu na mzunguko wa damu mifumo,
• mfumo urogenital vyombo.

mali ya kisaikolojia

Kama wenye uti wa mgongo wote katika mwili wa binadamu kuna tatu mali muhimu zaidi ya nyuzi misuli skeletal:

• contractility - kupunguza na kubadili voltage wakati msisimko,
• conductivity - harakati uwezo katika nyuzi,
• excitability - kukabiliana na kichocheo kwa kubadilisha utando uwezo na ion upenyezaji.

Misuli ni msisimko na kuanza kushuka kwa impulses ujasiri kutoka kituo hicho. Lakini katika hali ya bandia kwa kutumia umeme ya kusisimua. misuli wanaweza kuwa alikasirishwa moja kwa moja (kusisimua moja kwa moja) au kwa njia ya ujasiri innervating misuli (moja kwa moja ya kusisimua).

aina ya kupunguzwa

utaratibu wa misuli contraction maana kubadilishwa kwa kemikali nishati katika kazi mitambo. Utaratibu huu unaweza kupimwa kimajaribio na chura: yake ndama misuli mzigo chini ya uzani, na kisha kuiudhi electroimpulses mwanga. kupunguza, ambapo misuli inakuwa mfupi, aitwaye isotonic. kufupisha hutokea wakati kiisometriki contraction. Kano haziruhusu maendeleo ya nguvu ya misuli walioteuliwa. Utaratibu mwingine auksotonichesky wa misuli contraction inahusisha hali ya dhiki kali wakati misuli hupunguza njia ndogo, na nguvu ya kufikia kiwango cha juu.

muundo na innervation wa misuli skeletal

striated skeletal misuli pamoja na aina ya nyuzi katika tishu connective na fasta kano. Katika baadhi ya nyuzi misuli mpangilio sambamba na mhimili mrefu, na kwa wengine ni maoni oblique, kuwa masharti ya kati tendon tyazhu na pinnate aina.

kipengele kuu ya nyuzi ni sarcoplasm wingi wa nyuzi faini - myofibrils. Wao ni maeneo mkali na giza kubadilisha na kila mmoja, wakati karibu nyuzi striated ni flush - katika sehemu nzima. Matokeo ni msalaba-banding karibu nyuzi misuli.

Sarcomere ni tata, giza na mbili mwanga diski, na ni kutenganishwa Z-umbo mistari. Sarcomeres - kunywea vifaa wa misuli. Ni zinageuka kuwa kunywea misuli nyuzi lina:

• kunywea vifaa (myofibrils mfumo),
• trophic vifaa na mitochondria, Golgi tata na dhaifu retikulamu endoplasmic ;
• utando kifaa;
• kumbukumbu vifaa;
• neva vifaa.

Misuli nyuzi hii imegawanywa katika sehemu 5 na maumbile yao na kazi, na ni sehemu muhimu ya tishu misuli.

innervation

Utaratibu huu katika nyuzi striated misuli barabara kwa nyuzi za neva, yaani akzoni ya niuroni motor ya uti wa mgongo na ubongo shina. motoneuron One innervate nyuzi misuli kadhaa. Complex na motoneuron na innervated nyuzi misuli aitwaye neuromotor (HME) au motor kitengo (MU). Idadi wastani wa nyuzi, ambayo innervates motoneuron, ni sifa ya DE misuli, aitwaye kufungua innervation wiani. mwisho ni kubwa zaidi katika misuli, ambapo harakati ndogo na "nyembamba" (macho, vidole, ulimi). thamani yake ni ndogo, kinyume chake, katika misuli na "coarse" mwendo (kwa mfano, kiwiliwili).

Innervation inaweza kuwa moja na nyingi. Katika kesi ya kwanza ni barabara kompakt motor endings. Kwa kawaida ni kawaida kwa neurons kubwa motor. Misuli nyuzi (iitwayo katika kesi hii, kimwili, au kufunga) kuzalisha PD (uwezekano wa utendaji) zinazotumika kwao.

Nyingi innervation hutokea, kwa mfano, katika misuli ya nje jicho. Hii si hatua ya uwezo yanayotokana, kwa vile utando hakuna electroexcitability sodium vituo. Wao ni kusambazwa katika nyuzi kuondoa kingamizi ya endings sinepsi. Hii ni muhimu ili kuamsha utaratibu wa contraction misuli. mchakato hapa si kwa haraka kama katika kesi ya kwanza. Kwa hiyo, inaitwa polepole.

muundo wa myofibrils

misuli nyuzi utafiti kufanyika leo kwa misingi ya X-ray diffraction, hadubini ya elektroni na mbinu histochemical.

Ni mahesabu ya kwamba katika kila myofibril, kipenyo ambayo ni ya 1 micron, ni pamoja na takriban 2,500 protofibrils, yaani elongated polymerized molekuli protini (actin na myosin). protofibrils actin mara mbili nyepesi miosini. Katika mapumziko, misuli haya ziko ili actin filamenti tips kupenya katika nafasi kati ya protofibrils miosini.

strip nyembamba ya mwanga katika disk A ni ya bure kutoka filaments actin. utando Z ana pamoja.

On miosini filaments na protrusions transverse hadi 20 nm, katika vichwa ambayo ni kuhusu 150 miosini molekuli. Wao kuondoka biopolyarno, na kila myosinic kichwa unajumuisha na actin filamenti. Wakati kuna mkazo katika filaments ya vituo actin miosini, actin filament ni karibu na kituo cha sarcomere. Mwisho wa filaments miosini kufikia line Z. Kisha kuchukua sarcomere nzima, na actin ni miongoni mwao. Wakati huo huo mimi gari urefu hupungua, na mwishowe ni kutoweka kabisa, pamoja na yale line Z inakuwa thicker.

Hivyo, kwa mujibu wa nadharia ya kusonga yarns, kutokana na kupungua urefu wa nyuzi misuli. nadharia, iitwayo "gear", ilianzishwa na Huxley na Hanson katikati ya karne ya ishirini.

Utaratibu wa misuli nyuzi contraction

nadharia kuu ni kwamba hakuna filamenti (miosini na actin) ni walioteuliwa. Urefu wao bado kubadilika na misuli mvutano. Lakini bahasha ya filaments nyembamba, kuteleza, kwenda kati ya filaments nene, itapungua kiasi cha mwingiliano, hivyo kuna kupunguza.

utaratibu wa molekuli ya misuli contraction ni kama ifuatavyo kwa sliding actin filaments. Miosini kichwa uhusiano protofibrils na actin. Pamoja na mteremko yao kuna na kuteremka, hoja actin filamenti na kituo cha sarcomere. Kutokana na shirika bipolar molekuli miosini pande zote ya filaments, hali ya sliding ya filaments actin katika pande mbalimbali.

Wakati misuli relaxation miosini kichwa hatua mbali filaments actin. Pamoja na rahisi kuingizwa walishirikiana mvutano misuli kupinga chini mno. Kwa hiyo, wao ni utulivu kurefushwa.

hatua ya kupunguza

utaratibu wa misuli contraction inaweza ufupi imegawanywa katika hatua zifuatazo:

1. Misuli nyuzi ni drivas wakati tendo tarajiwa ni hutolewa kutoka neva za mwendo wa sinepsi.
2. tendo tarajiwa ni kuzalisha juu ya utando wa misuli nyuzi, na kisha kuenea kwa myofibrils.
3. Shupavu electromechanical jozi anayewakilisha kubadilishwa kwa umeme katika mitambo sliding PD. Hii lazima inahusisha calcium ions.

calcium ioni

Kwa uelewa mzuri wa mchakato wa nyuzi uanzishaji wa ioni calcium ni rahisi kufikiria muundo wa actin filamenti. urefu wake ni kuhusu 1 micron, unene - 5-7 nm. Hii ni jozi ya nyuzi inaendelea, ambayo hufanana actin monoma. Takriban kila nm 40 hapa ni mviringo troponini molekuli, na kati ya minyororo - tropomiozinovye.

Wakati calcium ioni wote hawapo, myofibrils yaani kupumzika kwa muda mrefu tropomiozinovye molekuli kuzuia attachment ya minyororo actin na myosin madaraja. Lakini wakati ulioamilishwa kalsiamu ions tropomiozinovye molekuli kuzama maeneo ya ndani zaidi na wazi.

Kisha madaraja miosini zinatokana na filaments actin na kugawanyika ATP na yanaendelea nguvu misuli. Hii inawezekana kutokana na athari ya kalsiamu troponini. Katika molekuli hii mwisho ni deformed, na hivyo kusukuma tropomyosin.

Wakati misuli umepumzika, ni 1 gram mvua uzito ina zaidi ya 1 mmol ya kalsiamu. Calcium chumvi ni wametengwa na ya pekee kuhifadhi. Vinginevyo, misuli bila daima ulipungua.

calcium zilizoingia kama ifuatavyo. Katika maeneo mbalimbali ya seli kiwambo misuli ndani ya nyuzi ni zilizopo kwa njia ambayo kuna uhusiano na mazingira ya nje ya seli. Ni mfumo kwenye mirija transverse. mfumo ni perpendicular mwisho longitudinal ya ambayo - vilengelenge (terminal) mizinga katika mpangilio wa karibu na mfumo transverse kiwambo. Kwa pamoja zilizopatikana triad. Ilikuwa ni katika bakuli za kuhifadhiwa calcium.

Kwa kuwa PD inasambazwa kwenye seli, na kuna muungano electromechanical. Uchochezi hupenya nyuzi hupita katika longitudinal mfumo releases calcium. Hivyo mbinu ya kupunguza hufanywa nyuzi misuli.

3 mchakato na ATP

Katika mahusiano ya kuachwa wote mbele ya calcium ions jukumu kubwa kwa ATP. Wakati kutekeleza utaratibu wa contraction misuli misuli skeletal, nishati ya ATP ni kutumika:

• uendeshaji wa sodiamu na pampu potassium ambayo inao mkusanyiko wa mara kwa mara wa ioni,
• vitu hivi katika upande tofauti wa utando;
• sliding filaments kufupisha myofibrils,
• Job calcium pampu kaimu wa kupumzika.

ATP ni utando, filaments ya miosini na retikulamu utando sarcoplasmic. Enzymes kuvunja na ya kutupa miosini.

matumizi ya ATP

Inajulikana kuwa miosini vichwa kiutendaji na actin na ina sehemu kwa cleavage ATP. kuwezeshwa mara ya mwisho actin na myosin mbele ya ions magnesiamu. Kwa hiyo enzyme cleavage unafanyika wakati masharti ya actin miosini kichwa. zaidi ya kuvuka madaraja, splitting kasi itakuwa kubwa.

ATP utaratibu

Baada ya kukamilika kwa harakati ya AFL molekuli hutoa nguvu kwa ajili ya mgawanyo wa majibu ya kushiriki katika actin na myosin. Miosini kichwa kutengwa, ATP hupasuliwa kwa phosphate na ADP. mwisho mpya imeunganishwa ATP molekuli na mzunguko huanza tena. Kama ni mfumo wa misuli contraction na utulivu katika ngazi ya Masi.

shughuli ya kuvuka madaraja itadumu tu mradi ATP hidrolisisi hutokea. Ukimzuia madaraja enzyme hapataambatishwa tena.

Na mwanzo wa kifo cha cha viumbe ya ATP katika seli maporomoko na madaraja kubaki stably fasta kwa actin filamenti. Hivyo kuna hatua ya rigor mortis.

ATP resynthesis

Resynthesis unaweza kutekelezwa katika njia mbili.

By enzymatic ya uhamisho wa kundi phosphate kutoka kretini phosphate kwa ADP. Kwa kuwa hifadhi ya kretini katika kiini zaidi ATP resynthesis kutekelezwa kwa haraka sana. Wakati huo huo, kwa oxidation ya asidi piruvati na asidi lactic resynthesis itakuwa ndogo.

ATP na CP inaweza kutoweka kabisa kama resynthesis umevunjwa sumu. Kisha calcium pampu kuacha kufanya kazi, na kusababisha misuli irreversibly kupunguzwa (yaani kuja contracture). Hivyo, kuvunjwa utaratibu wa misuli.

mchakato fiziolojia

Kwa muhtasari, tunaona kwamba kupunguza nyuzi misuli walioteuliwa katika kila moja ya myofibrils sarcomeres. filaments ya miosini (nene) na actin (nyembamba) kushikamana mwisho katika hali ya walishirikiana. Lakini kuanza sliding jitihada kwa kila kimoja wakati kutekelezwa utaratibu wa contraction misuli. Tiba (kwa ufupi) anaelezea mchakato wakati kusukumwa miosini ni huru nishati zinahitajika kubadili ATP kwa ADP. Hivyo miosini shughuli itakuwa barabara tu wakati maudhui ya kutosha ya ions kalsiamu kujilimbikiza katika endoplasmic sarcoplasmic.