Думай как врач: медицина простым языком

Актиновые нити образованы тремя белками. Актин, тропонин и тропомиозин образуют единую тонкую цепь. Актин представлен как основные звенья, на которые с определенным промежутком повешены «крючки» – тропонины. Крючки прикрыты третьим белком, лежащим вдоль цепи – тропомиозином. В покое взаимодействие тонких и толстых миофиламентов невозможно, так как тропомиозин, лежащий спиралевидно вдоль цепи, блокирует крючки.

Для лучшего понимания того, что будет дальше, откройте главу «Физиология» подраздел «Потенциал действия».

Прохождение нервного импульса приводит к деполяризации мышечного волокна. Волна возбуждения распространяется по Т-системе, вызывая выделение кальция. При высокой концентрации кальция тропомиозин меняет свою структуру и открывает крючки. Головки молекул миозина связываются с крючками образуя мостики. Под влиянием этого комплекса происходит гидролиз молекулы АТФ и наклонение головки миозина, которая тянет за собой нить актина от периферии к центру. Под влиянием АТФ мостик размыкается и головки миозина возвращаются в исходное положение. Цикл повторяется со скоростью 500 раз в секунду. Когда сокращение прекращается, кальций обратно выкачивается в Т-систему. Получается, что АТФ отвечает за размыкание мостиков между актином и миозином.

На этом основан механизм трупного окоченения. При наступлении смерти, прекращается клеточное дыхание и синтез АТФ. Обратная закачка кальция в Т-трубочки после сокращения также зависит от АТФ. Без АТФ кальций перестает закачиваться обратно в Т-систему и меняет структуру тропомиозина на активную. Тропомиозин все время держит открытыми крючки и миозин за них цепляется. Актин и миозин не могут расцепиться без АТФ. Так формируется стойкое мышечное сокращение, прекращающееся только на фоне распада мышечной ткани.

П.С. Данное описание сокращения мышц следует читать с видеосопровождением, которое легко ищется на хостингах под названием «механизм сокращения мышцы».

КРАСНЫЕ И БЕЛЫЕ ВОЛОКНА

Красные мышечные волокна – медленные волокна небольшого диаметра, имеющие в своем составе большое количество митохондрий и миоглобина. Именно за счет миоглобина при микроскопии данные волокна имеют красный цвет. В таких волокнах выраженно развитая сосудистая сеть. Во всех скелетных мышцах идут процессы окисления глюкозы и жирных кислот, но у красных волокон они выраженнее чем у белых. Фактически соотношение красных и белых мышечных волокон будет зависеть от деятельности человека.

Не смотря на название «медленные», красные волокна благодаря своим метаболическим процессам лучше справляются с долгими и монотонными нагрузками, такими как бег на длинные дистанции. Медленными их называют именно за то, что окисление глюкозы и жирных кислот считаются не быстрыми процессами получения энергии.

Белые мышечные волокна – это быстрые волокна, большего диаметра. Белыми и быстрыми их называют за сниженное содержание миоглобина и высокую активность фермента АТФ-азы. Не смотря на то, что митохондрий меньше, считается, что активность фермента АТФ-азы в них значительно выше. Это приводит с быстрому восстановлению концентрации АТФ. Быстрые они потому, что используют то, что уже есть и не нужно синтезировать. Учитывая что АТФ быстро расходуется, продуктов для его образования в скоре начинает не хватать. При продолжительной интенсивной работе митохондрии вынуждены перейти на анаэробный гликолиз. Вместо 32 молекул АТФ всего лишь 2 и образование молочной кислоты. В таких случаях человек при интенсивной работе начинает чувствовать характерную боль в мышцах «от усталости мышцы».

Причины боли:

Микротравматизация мышечной ткани во время нагрузки => образование биологически-активных веществ, воздействующих на болевые рецепторы;

Образование молочной кислоты и ионов водорода. Межклеточное пространство становится кислым и водород воздействует на болевые рецепторы;

Микротравматизация сухожилий и раздражение сухожильных болевых рецепторов растяжением;

Длительная работа невысокой интенсивности позволяет митохондриям успевать вырабатывать энергию и не переходить на анаэробный гликолиз. Данный фактор позволяет человеку пробежать марафон и не превратиться в пакет молочной кислоты.

МЫШЦА КАК ОРГАН

Мясистую часть мышцы называют брюшком. Его образуют мышечные пучки. Брюшко мышцы переходит в сухожилие.

Сухожилие – это образование из соединительной ткани, являющееся «хвостом» скелетных мышц с обеих сторон. Одно сухожилие мышцы называют головкой, а другое – хвостом. С помощью головки мышца берет свое начало на кости, а хвостом крепится к другой кости. Сокращение мышцы таким образом приводит к изменению положения костей относительно друг друга.