Электромеханическое сопряжение в различных видах мышечных тканей

Карагандинская государственная медицинская академия

Кафедра медицинской биофизики и информатики

 

 

 

 

 

 

 

СРС

Тема: Электромеханическое сопряжение в различных видах мышечных тканей.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Выполнил: ОМ 1-055 Бушуев Павел

Проверил: Балмагамбетова Газиза Галиевна

 

 

Караганда 2014 г.

 

План

1. Введение
2. Мышечное сокращение
3. Судороги
4. Судороги при трупном окоченении
5. Судороги у пожилого человека
6. Судороги у перетренированного спортсмена
7. Судороги при обезвоживании организма
8. Судороги при очень высокой температуре тела

 

 

 

Введение

Способность к движению - одно из характерных свойств всех живых организмов, начиная от простейших и кончая самыми сложными. Сокращение разных мышц и движение листьев растений, биение ресничек и движение жгутиков, деление клеток и движение протоплазмы - все эти разнообразные формы проявления двигательной активности имеют общую черту -превращение химической энергии, освобождающейся при гидролизе АТФ, в механическую. То есть мышцы – это «машины», преобразующие химическую энергию непосредственно в механическую энергию (работу) и теплоту. Регулятором двигательной активности в мышцах является кальций. Выяснение молекулярных механизмов генерации силы, трансформации химической энергии гидролиза АТФ в механическую работу, а также механизмов регуляции этих процессов является основной задачей биофизики биологической подвижности. Наибольшие успехи в этом направлении достигнуты при исследовании наиболее организованных поперечно-полосатых мышц позвоночных.

 

 

 

 

 

Мышечное сокращение.

Основой всех типов мышечного сокращения служит взаимодействие актина и миозина. В скелетных мышцах за сокращение отвечают миофибриллы (примерно две трети сухого веса мышц). Миофибриллы — структуры толщиной 1 — 2 мкм, состоящие из саркомеров — структур длиной около 2,5 мкм, состоящих из тонких и толстых нитей.

Толстые нити состоят главным образом из молекул миозина. Тонкие нити содержат белки трех типов: актин, тропомиозин и тропонин. Если посмотреть на поперечный срез саркомера в области, где соседствуют толстые и тонкие нити (темный участок полосы А), то можно увидеть, что каждая тонкая нить окружена тремя толстыми нитями, а каждая толстая нить окружена шестью тонкими нитями. Взаимодействие между тонкими и толстыми филаментами осуществляется посредством так называемых поперечных мостиков, образованных головками миозиновых молекул. Они расположены по отношению к продольной оси миозиновой нити под углом 120°. Поперечный мостик работает как химиомеханический преобразователь (т.е. преобразовывать энергию АТФ в механические гребковые движения). При сокращении мышцы (при движении ее актиновых и миозиновых нитей относительно друг друга) саркомер может уменьшить свою длину на одну треть.

Для того чтобы толстые нити миозина начали гребковые движения (при сокращении) своими поперечными мостиками, головка миозина должна вступить во взаимодействие с активным центром на актиновой нити. В расслабленной мышце он прикрыт («зачехлен») молекулой тропомиозина. Молекула тропомиозина скручена вокруг двух нитей актина по спирали и перекрывает активные центры, с которыми должны вступить во взаимодействие миозиновые головки, чтобы произошло сокращение мышцы. Кроме актина, миозина и тропомиозина, миоциты поперечнополосатых мышц содержат важный регуляторный белок тропонин, который связан с актиновым филаментом и с тропомиозиновой нитью. Одна из субъединиц, образующих тропониновый комплекс способна связываться с ионами Са2+. Когда такое взаимодействие происходит, тропонин воздействует на тропомиозин и тот освобождает на актиновом филаменте активный центр для миозина.

Благодаря снятию ионами кальция тропомиозиновой блокады активных центров актина с ними взаимодействуют миозиновые головки - они совершают гребковые движения к центру саркомера. Головка временно прикрепляется к актиновой нити и наклоняется на своем стебельке, смещая миозиновую нить вдоль актиновой на один шаг. Вместе с тем актин активирует способность миозина в качестве АТФазы гидролизовать АТФ. Следовательно, головки молекул миозина обеспечивают как связывание толстых нитей с тонкими, так и гидролиз АТФ. В конце гребка миозиновой головки по актиновой нити к молекуле миозина присоединяется новая молекула АТФ, что приводит к отделению головки от актина. При последующем гидролизе АТФ происходит восстановление исходной конформации миозиновой молекулы, благодаря чему ее головка может снова присоединиться к актиновой нити, но уже ближе к центру саркомера, чем при предыдущем взаимодействии с ней.

Судороги.

Судороги – это приступообразное, непроизвольное сокращение мышц в результате их перенапряжения. Судороги возникают внезапно и длятся недолго, однако через некоторый интервал времени могут повторяться. Как правило, они вызывают сильную боль.

Мышечное окоченение — это своеобразное состояние мышечной ткани трупа, которое начинает проявляться спустя 2—4 ч после наступления смерти. Мышцы у живого организма постоянно находятся в определенном тонусе вследствие того, что основная  масса АТФ в мышечной ткани пребывает в связанном состоянии. После наступления смерти определенное количество АТФ оказывается свободным. Этого количества достаточно, чтобы мышцы находились в расслабленном состоянии в течение 2—4 ч после наступления смерти. Постепенное исчезновение АТФ приводит к образованию трупного окоченения.

 

Судороги у пожилого человека

Судороги связаны с возрастным обменом веществ – чрезмерным  выделением магния из организма. И недостаточным потреблением его с пищей. При недостатке магния клетка становится сверхвозбудимой, вследствие судорога.

Судороги у перетренированного спортсмена

Судороги могут быть связанны из-за длительной однообразной работы, и плохого кровоснабжения мышц. Чаще всего из-за силовой работы. Она вызывает максимальное сокращение мышц, без расслабления.

Судороги при обезвоживании организма

Судороги вызваны из-за удаления больших частей солей необходимых для поддержания нормального баланса электролитов ( калий, магний, кальций, натрий). Выведение этих элементов с мочой изменяется соотношение ионов в организме. Мышечное волокно становится сверхвозбудимым, вследствие судорога.

Судороги при очень высокой температуре

Подъем температуры связан с перестройкой терморегуляции, что теплопродукция начинает превышать теплоотдачу. Во время понижения температуры – кожа бледнеет, уменьшение образования пота ограничивает потерю тепла через испарение. Снижением температуры кожи и объясняется мышечная дрожь, которая вызывается активацией центра дрожи.

 

Список литературы

1. УМКД Биофизика;
2. Медицинская биофизика Самойлов В.О
3. Интернет ресурсы: http://www.medical-enc.ru/, https://ru.wikipedia.org/ .

 

 

 

.