Функциональная организация скелетной мышцы

БИОФИЗИКА СОКРАЩЕНИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

ЛЕКЦИЯ 7

Скелетные мышцы состоят из многочисленных волокон, диаметр которых колеблется от 10 до 80 микрометров. В большинстве мышц длина волокон равна длине мышцы в целом. Каждое мышечное волокно окружено плазматической мембраной (сарколеммой) и включает в себя несколько сот, а иногда несколько тысяч миофибрилл (Рис. 1).

Рис 1. Структурная организация скелетной мышцы

Миофибриллы погружены в саркоплазму мышечного волокна, в которой находятся обычные внутриклеточные компоненты. В жидкости саркоплазмы содержатся большие количества калия, фосфата и белковых энзимов (ферментов). Кроме того, в ней содержится много митохондрий, которые синтезируют большие количества аденозинтрифосфорной кислоты (ATФ).

В саркоплазме содержится разветвленный саркоплазматический ретикулум (СПР) – система внутриклеточных мембран, которые образуют трубочки и цистерны. СПР имеет специальную организацию, которая играет чрезвычайно большую роль в управлении мышечным сокращением.

Каждая миофибрилла, в свою очередь, состоит из меньших субъединиц - миофиламентов. Она содержит лежащие параллельно друг другу около 1500 миозиновых и 3000 актиновых филаментов, которые представляют собой длинные полимерные молекулы белков. Эти мышечные белки ответственны за сокращение мышцы. Миозиновые филаменты более толстые (10 нм), по сравнению с актиновыми (5 нм).

Миозиновые и актиновые филаменты частично перекрываются, в результате чего миофибриллы в микроскопе выглядят как совокупность светлых и темных полос. Светлые полосы содержат только актиновые филаменты и называются изотропными (I-полосы). Темные полосы, представленные перекрывающимися миозиновыми филаментами и расположенными между ними концами актиновых филаментов, называются анизотропными (А-полосы). От поверхности миозиновых филаментов вдоль всей их длины (за исключением центральной части) отходят поперечные мостики.

Концы актиновых волокон прилегают к, так называемому, Z-диску, откуда распространяются в обоих направлениях до мест перекрытия с миозиновыми волокнами. Диск Z проходитпоперек каждой миофибриллы и от миофибриллы к миофибрилле, соединяя их друг с другом в мышечном волокне. Следовательно, мышечное волокно в целом имеет такие же светлые и темные полосы, как и отдельные миофибриллы. Эти полосы придают скелетной мышце полосатую исчерченность.

Часть миофибрилл (или мышечного волокна в целом), которая лежит между двумя последовательными Z-дисками, называется саркомером. В покоящемся мышечном волокне длина саркомера составляет около 2,5 мкм.

Дата добавления: 2014-01-20