Биохимические механизмы сокращения и расслабления мышц

Белки мышечной ткани

Выделяют три группы белков:

· миофибриллярные белки – 45 %;

· саркоплазматические белки – 35 %;

· белки стромы – 20 %.

I. Миофибриллярные белки.

К этой группе относятся:

· миозин;

· актин;

· актомиозин;

а также так называемые регуляторные белки:

· тропомиозин;

· тропонин;

· a - и b-актин.

II. Саркоплазматические белки. Характеризуются растворимостью в солевых растворах с низкой ионной силой. К числу саркоплазматических белков относятся: дыхательный пигмент миоглобин, разнообразные белки-ферменты (гликолиза, дыхания и окислительного фосфорилирования, азотистого и липидного обмена) и др.

III. Белки стромы. Представлены в основном коллагеном и эластином. Белок миостромин участвует в образовании сарколеммы и линии Z.

Экстрактивные вещества мышц:

· адениловые нуклеотиды (АТФ, АДФ, АМФ);

· гликоген – запасной источник энергии;

· креатин, креатинфосфат – резервный источник ресинтеза АТФ;

· свободные аминокислоты;

· карнозин, ансерин – специфические азотистые вещества; увеличивают амплитуду мышечного сокращения, сниженную утомлением;

· неорганические соли.

Биохимический цикл мышечного сокращения состоит из 5 стадий:

· 1-2-3 – стадии сокращения;

· 4-5 – стадии расслабления.

1 стадия – в стадии покоя миозиновая «головка» может гидролизовать АТФ до АДФ и Ф_н, но не обеспечивает освобождения продуктов гидролиза. Образуется стабильный комплекс: миозин-АДФ-Ф_н.

2 стадия – возбуждение двигательного нерва приводит к освобождению ионов Са²⁺ из саркоплазматического ритикулума мышечного волокна. Ионы Са²⁺ связываются тропонином С (Тн-С). В результате этого взаимодействия изменяется конформация всей молекулы тропонина, а затем – тропомиозина. Вследствие этого в актине открываются центры связывания с миозином. Миозиновая «головка» связывается с F-актином, образуя с осью фибриллы угол около 90⁰.

3 стадия – присоединение актина к миозину обеспечивает высвобождение АДФ и Ф_н из актин-миозинового комплекса. Это приводит к изменению конформации этого комплекса и угол между актином и миозиновой «головкой» изменяется с 90⁰ до 45⁰. В результате изменения угла филаменты актина втягиваются между филаментами миозина, т. е. происходит их скольжение навстречу друг другу. Укорачиваются саркомеры, сокращаются мышечные волокна.

4 стадия – новая молекула АТФ связывается с комплексом актин-миозин.

5 стадия – комплекс миозин-АТФ обладает низким сродством к актину и поэтому происходит отделение миозиновой «головки» от F-актина. Филаменты возвращаются в исходное состояние, мышца расслабляется. Затем цикл возобновляется.

Н₂О

актин

АТФ-миозин

Дата добавления: 2014-01-03