Большая Советская Энциклопедия (цитаты)

Мышечное сокращение

Мышечное сокращение (далее М) укорочение мышцы, в результате которого она производит механическую работу. М обеспечивает способность животных и человека к произвольным движениям. Наиболее важная составная часть мышечной ткани — (16,5—20,9%), в том числе контрактильные, обусловливающие способность мышцы к сокращению. Значительный интерес представляют механоактивные миофибриллярные изучение которых было начато В. Кюне (1864). Важные данные, характеризующие физико- и биохимические свойства механоактивных мышечных были получены А. Я. Данилевским (1881—88). В 1-й половине 20 в. В. А. Энгельгардт и М. Н. Любимова (1939) установили, что основной контрактильный мышц — миозин — обладает активностью, а А. Сент-Дьердьи и Ф. Б. Штрауб показали (1942—43), что входящий в состав миофибрилл состоит в основном из 2 компонентов — и актина. Взаимодействие этих фибриллярных и лежит в основе феномена сокращения самых различных контрактильных органелл и органов движения (см. Мышцы). Периодические изменение физического состояния мышечных обусловливающее возможность попеременного сокращения и расслабления мышц и выполнения ими механической работы, очевидно, связано с определенными дающими энергию биохимическими процессами. Энгельгардтом и Любимовой (1939—42) было обнаружено, что особым образом приготовленные из нити при взаимодействии с раствором АТФ резко изменяют свои механические свойства (эластичность и растяжимость). Одновременно происходит расщепление АТФ с образованием АДФ и неорганического фосфата. Это открытие заложило фундамент для нового направления в биохимии — механохимии М В дальнейшем Сент-Дьердьи и Штрауб показали, что истинным сократительным является не а его комплекс с актином — актомиозин. Сокращению при взаимодействии с АТФ подвергаются как вымоченные в воде или 50%-ном глицерине мышечные волокна, так и нити, приготовленные из актомиозиновых гелей (синерезис геля). Эти опыты подтверждают, что энергия, необходимая для сокращения мышц, освобождается в результате взаимодействия актомиозина с АТФ с расщеплением последнего на АДФ и 34. При этом освобождается большое количество энергии (8—10 ккал, или 33,5—41,9 кдж, на 1 моль АТФ). Однако истинный механизм этой реакции остается все еще неясным. Полагают, что терминальная фосфатная группировка АТФ при взаимодействии с актомиозином переносится на без промежуточного образования тепла с образованием богатой энергией формы актомиозина, способной к сокращению. Молекулярная масса определенная методом ультрацентрифугирования, близка к 500 тыс. Молекула может быть расщеплена без разрыва ковалентных связей на более мелкие субъединицы (рис. 1): 2 "тяжелые" полипептидные цепочки с молекулярной массой свыше 210 000 и 2 (по др. данным, 3) коротких ("легких") полипептида с молекулярной массой около 20 000 каждый. По данным электронной микроскопии, молекула состоит как бы из 2 частей — утолщенной "головки" и длинного "хвоста". Общая длина молекулы — около 1600 А. Большое число соответственно расположенных в пространстве макромолекул образует в поперечнополосатом волокне толстые ( нити. В образовании поперечных мостиков между толстыми ( и тонкими (актиновыми) нитями непосредственно участвуют, по-видимому, "головки" молекул. Молекулярная масса мономера актина близка к 46 000 (ранее принималась около 70 000). Установлена и его первичная структура: число, природа и последовательность включения в полипептидную цепь аминокислотных остатков. Молекулы фибриллярного актина (Ф-актина) образованы 2 спиральными цепочками, состоящими из множества бусинок — молекул глобулярного актина (мономера актина, или Г-актина). В саркомерах поперечнополосатого волокна нити Ф-актина пространственно отграничены от нитей Взаимодействие систем двух типов нитей осуществляется за счет энергии, освобождающейся при расщеплении АТФ в присутствии ионов 2+ (рис. 2). Т. к. при работе мышц АТФ постоянно потребляется, для длительного осуществления двухфазной мышечной деятельности необходимо непрерывное восстановление АТФ — ее ресинтез. Ресинтез АТФ из АДФ и 34 сопряжен с рядом дающих энергию превращений. Важнейшие из них: 1) перенос фосфатной группы с фосфокреатина (КрФ) на АДФ. Эта реакция обеспечивает быстрый, происходящий уже во время сокращения мышцы, ресинтез АТФ за счет потребления креатинфосфата; 2) гликогенолиз, или гликолиз (расщепление гликогена или с образованием молочной кислоты); 3) тканевое дыхание (образование АТФ в митохондриях мышечных волокон за счет энергии окисления главным образом углеводов, жирных кислот и ненасыщенных фосфолипидов). Некоторое количество АТФ может образовываться также в результате миокиназной реакции из АДФ: 2 АДФ >< АМФ + АТФ. креатина за счет АТФ с образованием КрФ осуществляется в процессе гликолиза и тканевого дыхания. Ре-синтез КрФ и гликогена происходит главным образом в фазе отдыха после расслабления мышцы. Скелетная мышца, находящаяся в анаэробных условиях или в условиях голодания (гипоксии), способна к выполнению некоторого количества работы. Однако утомление в этих случаях наступает значительно раньше, чем в присутствии и сопровождается накоплением в мышце молочной кислоты.

  А. В. Д. Л. Фердманом, Н. Н. Яковлевым и др. получены данные о биохимической сущности тренировки мышц. С. Е. Севериным продемонстрирована способность дипептидов (карнозина, анзерина) восстанавливать работоспособность утомленных мышц и влиять на передачу нервных импульсов с нерва на мышцу.

  После сокращения, вызванного раздражением с нерва или электрическим током, мышца вскоре переходит в расслабленное состояние, хотя содержание АТФ в мышечных волокнах почти не меняется. Установлено, что миофибриллы обладают способностью взаимодействовать с АТФ и сокращаться в ее присутствии лишь при наличии в среде ионов 2+. Наибольшая сократительная активность наблюдается при концентрации 2+ около 10-6—10-5 моль. При понижении содержания 2+ до 10-7 моль или ниже мышечные волокна теряют способность к укорочению и развитию напряжения (тянущей силы) в присутствии АТФ. По современным представлениям, в покоящейся мышце концентрация ионов 2+ поддерживается ниже этой пороговой величины вследствие их связывания структурами (трубочками и пузырьками) саркоплазматической сети. Связывание — это не простая адсорбция, а активный физиологический процесс, осуществляемый за счет энергии, освобождающейся при расщеплении АТФ в присутствии ионов . Этот механизм получил название Са-насоса (по аналогии с "натриевым насосом"). Т. о., пребывание живой мышцы (при наличии в ней достаточного количества АТФ) в расслабленном состоянии — результат снижения под действием Са-насоса концентрации ионов 2+ в среде, окружающей миофибриллы, ниже предела, при котором еще возможно проявление АТФ-азной активности и сократимости актомиозиновых структур волокна. Сокращение волокна при раздражении с нерва (или электрическим током) — результат внезапного изменения проницаемости и, как следствие, выхода из цистерн и трубочек саркоплазматической сети и так называемой Т-системы ионов 2+ в межфибриллярное пространство. Поперечные трубочки Т-системы, расположенные на уровне Z-дисков и содержащие 2+, сообщаются с поверхностной мембраной волокна; поэтому волна деполяризации быстро распространяется по системе трубочек и достигает глубоко расположенных участков волокна. После затухания нервного импульса в результате действия Са-насоса концентрация 2+ в межфибриллярном пространстве быстро снижается до пороговой величины и мышца переходит в исходное расслабленное состояние, пока новый импульс не вызовет повторение всего цикла. Потерю актомиозином способности расщеплять АТФ и сокращаться при снижении концентрации ионов 2+ ниже 10-7 моль связывают с присутствием в контрактильной системе особого — тропонина. При его отсутствии актомиозин реагирует in vitro (в пробирке) с АТФ практически и в отсутствии 2+. В физиологических условиях (in vivo) тропонин — постоянный компонент контрактильной системы мышечного волокна (тропонин-тропомиозиновый комплекс).

  Двухфазный механизм М не исчерпывается изложенными представлениями. У некоторых насекомых (жуки, пчелы, мухи, комары и др.) частота сокращений мышц крыльев много выше частоты поступающих нервных импульсов. Эти мышцы подчинены не нейрогенному, а миогенному ритму. Они могут совершать колебания (осциллировать) несколько сот раз в 1 сек. Осцилляция этих мышц не связана с изменением концентрации 2+ в саркоплазме мышечных волокон. Возможность автоматической двухфазной деятельности клеточных органелл движения в присутствии АТФ можно наблюдать на клеточных моделях — сперматозоидах, мерцательном эпителии, ундулирующих мембранах трипаносом и др. Осцилляция органелл движения происходит с обычной для данного вида клеток скоростью при постоянной концентрации и продолжается до тех пор, пока в растворе сохраняется известный избыток АТФ. Механизм такой осцилляции органелл движения, а также миофибрилл, по-видимому, может быть понят лишь исходя из существования взаимосвязи между ферментативной активностью (способностью расщеплять АТФ) и состоянием (конформацией) макромолекул сократительного субстрата.

  Лит. см. при ст. Мышцы.

  И. И. Иванов.



Для поиска, наберите искомое слово (или его часть) в поле поиска


Новости 28.02.2021 21:42:53
21:23 Матч «Челси» против «Манчестер Юнайтед» снова завершился нулевой ничьей
21:22 В Крыму рассказали об обманутом Порошенко таксисте
21:00 WSJ узнал об отказе Ирана от прямых переговоров с ЕС и США по ядерной сделке
21:00 Большунов отреагировал на бронзу в командном спринте на чемпионате мира
20:46 Американский телеканал раскрыл политические планы Трампа
20:33 Стали известны детали аварии с полуголым сыном бывшего российского депутата
20:03 Пьяный российский депутат оказался в полиции, устроил дебош и попал на видео
19:49 Ученицы Тутберидзе заняли весь пьедестал в финале Кубка России
19:18 Женщина травила насекомых и убила соседку с десятимесячным ребенком
Больше новостей
СегодняМир От рассвета до заката60 лет назад в США чернокожим запрещали ночевать в городках на Юге. Что изменилось за эти годы?
СегодняСиловые структуры «Я отказалась стать украшением для начальника»Самую красивую сотрудницу Росгвардии уволили после 11 лет службы. Ее травили завистливые коллеги
СегодняЦенности «Мы были принципиально неверны друг другу»Как советская школьница сбежала в США, стала моделью и вышла замуж за знаменитого писателя
19:07 «Тоттенхэм» одержал разгромную победу в матче АПЛ
19:43 Беременная невеста российского миллиардера снялась в просвечивающем белье
19:34 В Крыму увидели «крокодильи слезы» в словах Порошенко
СегодняКультура «Он стал мужчиной-любоголиком, дамским угодником, ходоком»История россиянина, который пытался купить любовь, но не нашел ее и стал клиентом психотерапевта
СегодняИз жизни Сокровища народного генералаКак тысячи людей искали выдуманный клад легендарного революционера и кто смог на этом нажиться
18:59 Полуголый сын российского депутата сбил военного прокурора с женой на переходе
18:41 GM запатентовал систему массажа ног сжатым воздухом
18:44 Байдену напророчили долгую борьбу с безработицей
26 февраля 2021Силовые структуры «Воры уже не хотят тюремной романтики»В России объявили войну криминальным авторитетам. На что они готовы, чтобы остаться на свободе?
27 февраля 2021Культура От блюза до «абъюза»Земфира выпустила первый альбом за восемь лет. Каким он получился?
18:51 Невеста Роналду в черном бикини попала на обложку журнала
18:42 Дорогие автомобили оказалось продавать легче, чем дешёвые
16:58 «Арсенал» обыграл «Лестер» в матче АПЛ
26 февраля 2021Россия «Сказал, что найдет их и зарежет»Кавказских подростков захлестнула мода на k-pop. За любовь к корейской попсе им угрожают расправой
27 февраля 2021 Метаморфозы жизниЛюди и звери, красоты и ужасы: 2020 год глазами лучших фотографов
18:42 Большинство водителей игнорируют лампочку Check Engine
18:35 Ким Кардашьян поделилась фото топлес после развода и была пристыжена в сети
18:41 Американцы покупали Porsche 911 GT3 с «механикой» почти вдвое чаще других
27 февраля 2021Бывший СССР «Он не может принимать адекватные решения»В Армении армия пошла против Пашиняна из-за его слов об «Искандерах». У премьера не осталось союзников
23 февраля 2021Из жизни «Я подсадила новозеландцев на дагестанскую чуду»История россиянки, которая поехала в Новую Зеландию учиться, но влюбилась в страну и решила остаться
16:07 Jeep Wrangler, Mercedes-Benz G-Class и Land Rover Defender устроили дрэг-гонку
18:21 В Москве при обрыве аттракциона пострадал ребенок
18:19 В России сравнили Порошенко с братьями Гримм из-за слов о Крыме
26 февраля 2021Наука и техника «У чекистов насчет патриарха были другие планы»Сто лет назад церковь пыталась спасти Россию от голода. За это советская власть ее разгромила
25 февраля 2021Бывший СССР Пашинян заявил о попытке военного переворота в АрменииВоенные требуют отставки премьер-министра. В ответ он призвал сторонников выйти на улицы
18:00 В фонде Горбачева отреагировали на слова об унижении во время его правления
17:26 В Турции усомнились в эффективности российских систем РЭБ против Bayraktar
17:46 Тихановская спрогнозировала срок отставки Лукашенко
27 февраля 2021 «Даже Гитлер не нашел это место на карте»Самогон из молока, шаманы и сухой закон: как живет самый бедный регион России?
4 февраля 2021 Партнерский материалНовая надеждаМиллионы россиян болеют раком. Что может их спасти?
17:36 Две голевые передачи Головина помогли «Монако» выиграть матч чемпионата Франции
17:19 Заразившуюся коронавирусом народную артистку РСФСР перевели в реанимацию
16:45 Чехия захотела применять «Спутник V» без разрешения от ЕС
27 февраля 202169-я параллель «Ты играешь со смертью»Как парень из Волгограда сделал зимний мотоцикл, бросил все и доехал до края Русского Севера
26 февраля 2021Мир «После вируса нам предстоит борьба с мафией»Из-за коронавируса мир пережил кризис и разгул преступности. Что ждет человечество после пандемии?
16:54 «Рубин» обыграл «Спартак» в Москве впервые с 2010 года
16:31 Младший сын Лукашенко покатался на лыжах с отцом и Путиным
16:40 Дмитрий Певцов призвал оградить россиян от скандальных телепередач
Сегодня Suzuki Hayabusa: что такое гипербайк?Удивляемся «новому» супермотоциклу, вспоминаем его историю и павших конкурентов.
27 февраля 2021 Фантом и перья: особо особенный Rolls-RoyceВидео: самый роскошный седан в России — за что 46 миллионов рублей?
16:33 В США назвали «Северный поток-2» способом выживания для Берлина
16:08 Жительница Казахстана спасла мужа от двух нападавших и попала на видео
16:05 Subaru анонсировала дебют «заряженного» универсала с турбомотором
25 февраля 2021Интернет и СМИ «Люди жаждут интимного опыта»Порноактрисы хотят доказать миру, что они обычные люди. Для этого они покоряют YouTube
24 февраля 2021Силовые структуры «Говорили, что его пропустили в мясорубку»В 1989 году в Москве пропал знаменитый галерист. Его не нашли даже КГБ и сыщики из Лондона и Парижа
16:18 Большунов и Ретивых завоевали бронзу в командном спринте на чемпионате мира
16:12 Брат Тайсона Фьюри одержал победу «грязным» нокаутом
15:39 Турция создаст уникальную гибридную ракету для миссии на Луну
26 февраля 2021Из жизни Кошачий заклинательИстория музыканта-неудачника, который устроился работать в приют, спас тысячи кошек и прославился
26 февраля 2021 Советская сила: уникальные экспериментальные МАЗыОт «ядерной гусеницы» до «Перестройки». Эти советские машины так и остались лишь яркими идеями
14:56 В РПЦ бои без правил назвали антихристианским спортом
16:07 Российский военный корабль впервые вошел в порт Судана
14:26 Доктор Мясников дал советы по подготовке к анализу крови
25 февраля 2021 Все прозрачноМужчины в юбках, голая грудь и русский дух: как прошли Недели моды в Нью-Йорке и Лондоне
25 февраля 2021Экономика Нерабочая силаКоронавирус ударил по российской экономике. Почему ее восстановление зависит от гастарбайтеров?
16:06 Жители Владимирской области рассказали о колонии Навального
14:03 ОНК подтвердила помещение Навального в колонию под Владимиром
16:04 Jeep удивил американцев ценой Wrangler с двигателем V8
23 февраля 2021Наука и техника Тяжелый убийцаВВС США закупают аналог Су-57. Он станет самым вооруженным истребителем в мире
25 февраля 2021Культура Мао, мой МаоИнтриги корпораций, ложь политиков и опиаты: самый известный документалист объясняет современность
13:31 Журналистка описала планы России на Арктику фразой из мультика «Маша и Медведь»