Биофизика мышечного сокращения

называется мембранным потенциалом покоя . Он служит основной для возникновения потенциалов действия (ПД) в возбудимых тканях организма.
2. Возбудимыми являются нервная и мышечная ткани . При действии на них стимулов (раздражений) могут возникать распространяющиеся ПД. В нервной ткани с их помощью передаётся информация, которая необходима для управления и регуляции деятельности всех органов и тканей в организме. Клетки мышечной ткани при возникновении в их мембранах ПД сокращаются, тем самым осуществляя двигательную функцию отдельных органов и организма в целом.

3. Движение – одно из основных и общих свойств живого. Различные типы мышц создают движения конечностей, всего тела или его частей (скелетные мышцы), внутренних органов и сосудов (гладкие мышцы), сердца (сердечная мышца). Основа движений – мышечное сокращение.

формы и длины их называют волокнами)
Миофибриллы
Протофибриллы (актиновые и миозиновые микроволокона).

Мышца крепится через сухожилие к кости и, сокращаясь, приводит в движение кости скелета.

20 до 80 мкм и длиной от нескольких миллиметров до нескольких десятков сантиметров (соответственно длине мышцы).

3. Содержит около 2000 миофибрилл – специализированных функциональных ультраструктур, имеющих «поперечную исчерченность» вследствие упорядоченного расположения толстых (миозиновых) и тонких (актиновых) протофибрилл. На долю сократительных белков - актина и миозина- приходится 80% общего белка мышцы.

2. Содержит большое количество митохондрий, обеспечивающих энергией мышечные сокращения.

мембран одинаково во всех миофибриллах волокна.
Саркомер – это наименьшая сократительная единица миофибриллы, участок между двумя Z-мембранами. В покое его длина составляет 2-3 мкм.
К Z-мембранам прикреплены центральной частью тонкие актиновые протофибриллы. В центре саркомера лежат толстые миозиновые протофибриллы. Концы тонких и толстых протофибрилл в покое немного перекрываются.

(фибриллярной), свёрнутых вокруг друг друга в спираль. В свою очередь, каждая из молекул актина в F-форме состоит из множества молекул G-актина (глобулярного), имеющего молекулярную массу 42 000.

СТРОЕНИЕ АКТИНОВОЙ ПРОТОФИБРИЛЛЫ

2. В состав актиновой протофибриллы также входят два регуляторных белка – фибриллярный белок тропомиозин и глобулярный белок тропонин. На 7 глобул G-актина приходится по 1 молекуле тропонина и тропомиозина.

3. Тропомиозин находится в желобке актиновой спирали, прикрывая собой «активные центры», к которым при инициации мышечного сокращения могут прикрепляться поперечные мостики миозиновой протофибриллы.

4. Молекула тропонина - сложный регуляторный комплекс, который может взаимодействовать с тропомиозином и обладает сродством к ионам кальция (4 центра связывания).

большим сродством и 2 с малым) в молекуле тропонина. В результате он меняет конформацию и способствует смещению молекул тропомиозина так, что активные центры в спирали актиновой протофибриллы оказываются открытыми и к ним могут прикрепляться поперечные мостики миозина.
Классическая гипотеза изменения конформации тропонин-тропомиозинового комплекса способствуют «вталкиванию» тропомиозина в желобок спирали актиновой протофибриллы.

ВЗАИМОДЕЙСТВИЕ МИОЗИНА И АКТИНА В ПРОЦЕССЕ МЫШЕЧНОГО СОКРАЩЕНИЯ

Также возможно, что меняется конформация всей актиновой протофибриллы (то есть она реагирует целиком на связывание тропонина с кальцием).
Важен результат – открытие активных центров актинового волокна.

: присоединение - изменение конформации – отсоединение) актиновые протофибриллы скользят по миозиновым к центру саркомера, что приводит к его укорочению (сокращению).
Степень укорочения саркомера зависит от числа активных поперечных мостиков, что определяется концентрацией ионов кальция в саркоплазме.

3. Длина миозиновых и актиновых протофибрилл при сокращении не меняется – актиновые протофибриллы «втягиваются» между миозиновыми. Z-мембраны подтягиваются друг к другу. При этом уменьшается ширина I- и Н-диска, а ширина А-диска саркомера не изменяется.

Постепенно охватывает рабочий миокард предсердий.
3. Передаётся к атрио-вентрикулярному (предсердно-желудочковому) узлу.
4. После короткой атрио-вентрикулярной задержки по ножкам пучка Гиса, которые заканчиваются волокнами Пуркинье охватывает рабочий миокард желудочков.

двух равных по величине, но противоположных по знаку зарядов, расположенных на малом расстоянии друг от друга, которое называется плечом диполя.

Дипольный момент – основная характеристика диполя, вектор, направленный от отрицательного заряда к положительному и равный произведению заряда на плечо диполя.

Потенциал электрического поля диполя:

Токовый диполь – система, состоящая из истока тока (+ полюса, например, источника питания) и стока тока (- полюса).
В сердце + (исток тока) – невозбуждённая часть, - (сток тока) возбуждённая.