Мобилността е характерна черта на всички форми на живот. Посока движение се среща в хромозома сегрегация по време на клетъчното делене, активния транспорт на молекули, които се движат по време на рибозом синтеза на протеини, мускулна контракция и релаксация. Свиването на мускулите - най-съвършената форма на биологичен мобилност. В центъра на всяко движение, включително мускулни, са общи молекулни механизми.
При хората, има няколко вида мускулна тъкан. Набраздена мускулна тъкан на скелетната мускулатура (скелетните мускули, ние може да намали произволно). Гладка мускулна тъкан е част от мускулите на вътрешните органи: стомашно-чревния тракт, бронхите, на пикочните пътища, кръвоносни съдове. Тези мускули се свиват неволно, независимо от нашето съзнание.
В тази глава ще разгледаме структурата и процесите на скелетните мускули свиване и отпускане, тъй като те са най-голям интерес към този спорт по биохимия.
В проучването на скелетните мускули, използвайки микроскоп лека намериха напречни бразди; по този начин своето име набраздени.
В скелетната мускулатура изолиран главата на сухожилие, мускулна която започва на кост, мускул на корема, който се състои от влакна и сухожилие опашка мускул, който завършва в другия кост (фиг. 28).
Мускулните влакна - структурна единица на мускула. Има три вида на мускулните влакна: бързо потрепване бял (VT), междинно съединение (FR) и бавно потрепване (ST). От биохимична те са различни механизми на мускулната контракция енергийните доставки. Те инервират различни двигателни неврони, отколкото са причинени от неравномерно включването в работата и различно свиване скорост фибри. Други мускулите имат различна комбинация от видове влакна.
Всеки мускул се състои от хиляди мускулни влакна, обединени чрез свързване на слоеве и съща черупката. Мускулни е многокомпонентен комплекс. Включен в състава му (схема 6) За да се разбере структурата на мускулите трябва да обмисли всички нива на организацията и структурата.
Фигура 6. Нива на структурна организация на мускулите
Структурата на мускулните влакна. Мускулни влакна изработени от надлъжно простираща диаметър миофибрили от около 1 микрон, които са видими в тъмни и светли редуващи колела. Тъмните колела експонат двулъчеппречупване и се наричат
Фиг. 29. Структурата на мускулите на различни нива на организацията: А - мускулните влакна; б - местоположението в почивка мускулните миофибрили
Миофибриларни структури са инертни материали, състоящи се от дебели влакна от около 14 нанометра в диаметър и разположени между тях тънка нишка диаметър от 7-8 пМ. Влакната са разположени по такъв начин, че включва тънък в краищата си в междините между дебелина. Дискове I се състоят само от тънки нишки и дискове А - от двата вида влакна. Н зона съдържа само дебели нишки, Z линия притежава тънки нишки заедно. между дебелина
и тънки нишки разположени напречни мостове (сраствания) на дебелина около 3 пМ; разстоянието между мостовете 40 нм.
Дебелите нишки са съставени от миозин протеин. Общо структура миозин е показано на Фигура 30. Молекулата прът-миозин състои от две идентични основни схеми (200 Kd) и четири леки вериги (20 Kd), общата маса от около 500 Ша миозин. Миозин състои от глобуларен, образувайки двете части на главата, свързани с много дълъг прът. Прътът е двойноверижна # 945; -spiralizovannuyu навити намотка.
Фиг. 30. Схематично представяне на миозиновата молекули
Миозин молекули комбинират, за да образуват влакна, състоящ се от приблизително 400 от пръчковидни молекули, свързани една с друга, така че двойките глави миозин молекули се намират на разстояние от 14.3 пМ един от друг; те са разположени спирално (фиг. 31). Myosin нишки се присъединиха "опашка с опашка".
Фиг. 31. Опаковка миозин молекули в образуването на дебела нишка
Миозин има три биологично важни функции:
· При физиологично рН и йонна сила на молекулите миозин спонтанно образуване на влакна.
· Миозин притежава каталитична активност, т.е. е ензим. През 1939 г., VA Енгелхард, и MN Lubimova установено, че миозин е в състояние да катализират хидролиза на АТФ. Тази реакция е пряк източник на необходима за мускулната контракция безплатна енергия.
· Миозин свързва полимеризирана форма актин - основният компонент на тънки миофибрили протеин. Именно това взаимодействие, както ще бъде показано по-долу, играе ключова роля в мускулната контракция.
Тънки нишки са съставени от актин, тропомиозина и тропонин. Основният компонент на тънки нишки на актин е - разтворим глобуларен протеин с молекулна маса 42 Ша; тази форма на актин е посочена като G-актин. мускулни влакна в актин е полимеризирана форма, която е определена като F-актин. Тънки нишки образуват двойно-верижни актин структури свързани заедно чрез нековалентни връзки.
Тропомиозина е молекула прътовидния с молекулно тегло 70 кД, състояща се от две различни # 945, спирални полипептидни вериги усукани един спрямо друг. Това относително твърди молекули, разположени в канала на спирала верига на F-актин; дължината му съответства на 7 G-актин мономери.
Третият компонент на тънки нишки - тропонин (Tn) с молекулно тегло от около 76 Ша. Това е сферична молекула, съставена от три различни субединици, които се наричат според техните функции: tropomiozinsvyazyvayuschey (Tn-T) инхибиране (Tn-I) и kaltsiysvyazshayuschey (TH-C). Всеки компонент на тънък спиралата е свързан с два други нековалентни връзки:
В мускулите, където всички тези компоненти са сглобени заедно в тънка нишка (фиг. 32), тропомиозина блокове свързващи миозин глава за затваряне на F-актин
Фиг. 32. посредничеството на тропомиозина, тропонин и актинови мускули тънки нажежаеми
Актинът-тропомиозина-troponinmiozinovy комплекс се характеризира като Са2 +. Mg2 + -ATPase.
След като разгледа контракти елементи на мускулите, преминете към опознаването на други елементи, които изпълняват важни функции в свиването на мускулите.
Мускулните влакна се състои от клетки, заобиколени electroexcitability мембрана - сарколемата. който, като всяка друга мембрана има липопротеин характер (бимолекулярен слой с дебелина от около 10 пМ). Затваря сарколемата на мускулните влакна вътрешни съдържание от интерстициална течност. Подобно на други мембрани сарколемата има селективна пропускливост на различни вещества. Не преминава през него макромолекулни вещества (протеини, полизахариди, и т.н.), но са глюкоза, млечна и пирогроздена киселина, кетони, аминокиселини и къси пептиди.
Прехвърляне чрез сарколемата е активен характер (чрез използване на средства), което позволява да се натрупват вътреклетъчно определени вещества в концентрации, по-големи от отвън. Сарколемата селективна пропускливост играе важна роля в причиняването на възбуждане в мускулните влакна. Сарколемата пропусклива за калиеви катиони, които се натрупват в мускулните влакна. В същото време, той съдържа "йон помпа", генериране на клетки с натриеви катиони. Концентрацията на натриеви катиони в интерстициална течност е по-висока от концентрацията на калиеви катиони в клетката; Освен това, във вътрешните зони влакна съдържат значителен брой органични аниони. Всичко това води до появата на външната повърхност на сарколемата превишението на положителна, но от вътрешната страна - отрицателните заряди. Разликата на таксите води до потенциално мембрана, което в състояние на покой мускулни влакна е 90-100 тУ и е предпоставка и vozniknoveiya на възбуждане.
Вътреклетъчната течност, наречена sarcoplasm. В sarcoplasm локализиран органични вещества, минерални соли и субклетъчно частиците, ядро, митохондрии, рибозоми, чиято функция е да метаболизъм в мускулните влакна чрез въздействие върху регулирането на синтеза на специфични мускулни протеини.
В системата е саркоплазмени надлъжни и напречни тръби, мембрани, мехурчета носене nazvaniesarkoplazmatichesky ретикулум (SR). Дебелината на мембраната SR около 6 пМ. Саркоплазмени ретикулум sarcoplasm разделя на отделни отделения, в които се срещат различни биохимични процеси. Мехурчета и тръби обрат около всяка myofibril. Чрез тръбите, свързани с външната клетъчна мембрана, може директно да обменят вещества между клетъчни органели и междуклетъчната течност. Тръбички могат да служат за разпространение на възбуждане вълна от външната мембрана на влакното към вътрешните зони. Мембранни везикули съседни миофибрили съдържат протеини, свързващи калциеви катиони.
Стойността на саркоплазмичната ретикулум е много голям. Той е свързан директно към свиване и отпускане на мускулите чрез регулиране на освобождаването на калциеви катиони в мускулните влакна. В допълнение, към част от саркоплазмени ретикулум рибозомите са прикрепени, целта на които е синтез на протеин. В тази част от ретикулум, където няма рибозом синтезирани редица вещества, необходими мускулните влакна: липиди, klikogena.
Един от основен структурен компонент на мускулните влакна са митохондрии. Броят на митохондрии в мускулни влакна е много голяма, и те са разположени по дължината на веригата миофибрили, тясно се придържат към мембрани на ретикулум.
Както при всички клетки (резервация, че използването на този термин на мускулните влакна не е напълно правилно) в мускулните влакна има ядро, които са разположени в сарколемата. Сърцевината се отделя от саркоплазмени две мембрани, една от които (вътрешна) могат да бъдат наречени ядрена и втори (външен) обвивка на ядрото преминава в ретикулум мембрана. Пространството между двете мембрани комуникира с каналчета на саркоплазмения ретикулум. Във вътрешността на ядрото е ядърце и хроматина. Съставът включва хроматин ДНК, протеини и ниско молекулно тегло РНК. ДНК кодирана информация за структурата на протеини, синтезирани в мускулните влакна.
мускулни влакна е и лизозомите в която локализирани хидролитични ензими, които разграждат протеини, липиди и полизахариди. При много интензивно мускулната работа нарушение възниква лизозомни мембрани (или увеличи тяхната пропускливост) и се намира в sarcoplasm разцепване ензими, локализирани в него биополимери. Но това явление - не дисфункция.
Свързани статии