Мышечное сокращение (ПОДРОБНО)

Каждый день мы используем мышцы для разных действий. С помощью мышц эта женщина дышит. Её кровь циркулирует по организму. Сокращая и расслабляя мышцы руки, она пишет. Есть три типа мышц. Гладкие мышцы внутренних органов, сосудов и кожи , и сердечная мышца -непроизвольные. Поперечнополосатые скелетные являются произвольными. Скелетные мышцы состоят из пучков мышечных волокон. Структурно-функциональной единицей скелетной мышечной ткани является мышечное волокно. Оно представляет собой вытянутое цилиндрическое образование с заостренными концами, диаметром от 10 до 100 мкм. Мышечные волокна содержат миоядро - центр управления и хранилище информации. Сигналы от центральной нервной системы передаются с помощью ацетилхолина дендритам, телу мотонейрона и, через аксон, к концевой пластинке двигательного нерва на мышце. Концевая пластинка возбуждает миоцит, заставляя его сократиться или расслабиться. Все или ничего. Электро-химическая реакция превращается в механическую. Двигательная концевая пластинка – зона контакта аксона мотонейрона с мембраной миоцита. Мышечное волокно состоит из множества миофибрил. Миофибрилы состоят из саркомер. Саркомеры идут рядом друг с другом по всей длине миофибрил. Саждый саркомер состоит из перемещающихся толстых и тонких миофиламентов. Толстые миофиламенты называются миозином. Миозин имеет форму клюшки закреплен в центре саркомера, который называется М-линией. Тонкие миофиламенты называются актином. Актин находится на периферии саркомера, которая называется Зет-линией. Поскольку актиновые миофиламенты назодятся на Зет-линии, саркомер сокращается с двух сторон, при скольжении актина вдоль нитей миозина. Миозиновая нить имеет на себе множество головок, которыми она может связываться с актином. Миозиновые нити тянут актиновые по их длине в ответ на нейроимпульс, который увеличивает концентрацию Ca2 в цитоплазме. Мы видим как саркомер сокращается без сокращения актина и миозина. Сокращение начинается с гидрализации АТФ в АДФ и фосфата. Далее головки миозина связываются со слудующей субъединицей актина. Фосфат отделяется и головка миозина связывается с актиновым филаментом. Головка меняет свою форму, подтягивая актин на периферию к зет-диску. Миозин остается прикрепленным к актину до связывания с ним следующей АТФ, отсоединив миозин от актина. После связывания АТФ с миозином может произойти сокращение или расслабление мышцы. Мышечное сокращение зависит от концентрации кальция в цитоплазме. Тонкие актиновые миофиламенты связаны с регуляторными белками, именуемыми «тропанин» и «тропомиозин». Для контроля сокращения к актиновому филаменту крепится тропомиозин и комплекс из трех белков – тропонин. Когда мышца расслабляется тропомиозин блокирует поперечный мостик, связывающий участки на актине. Когда количество ионов кальция и АТФ увеличивается до определенного уровня, ионы кальция связываются с тропонином, который вытесняет тропомиозин. Кальций способствует связыванию миозина со связывающим участком на актине. Образуется поперечный мостик. Ионы кальция находятся в саркоплазматическом ретикулуме и высвобождаются в ответ на нервный импульс. Выделенный мотонейроном нейромедиатор провоцирует потенциал действия на мембране миоцита. Нейротрансмиттер передается далее с помощью Т-трубочек. Т-трубочки связаны с мембраной. От Т-трубочек сигнал передается к саркоплазматическому ретикулуму. Этот сигнал открывает кальциевые каналы на мембране ретикулума. Обратно ионы Кальция попадают в ретикулум с помощью мембранных кальциевых насосов. Актин и миозин скользят относительно друг друга. Саркомер укорачивается. Зэт линия приближается к М-линии. Саркомер укорачивает мышечное волокно и мышца сокращается и женщина пишет.