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 03.12.2021 13:25:31
13:14 Акции VK упали в цене
13:12 Борис Добродеев покинет пост гендиректора VK
13:10 Акции угрожавшего безопасности России такси взлетели
13:10 Власти Москвы заявили о снижении заболеваемости COVID-19
13:06 В центре Москвы неизвестный открыл стрельбу
13:05 Лидер «Талибана» запретил насильно выдавать замуж афганских женщин
13:03 В России оценили наречение «Северного потока-2» стратегической ошибкой Германии
13:01 Россияне раскрыли бюджет на новогодние подарки
12:59 В России признали невозможным проверить данные о чиновниках из «досье Пандоры»
Больше новостей
СегодняБывший СССР «Украина вечно стреляет себе в ногу» Чем обернется для украинцев очередное обострение конфликта между Москвой и Киевом?
СегодняРоссия «Может начаться исход врачей» Почему российские медики боятся за свою свободу: Леонид Рошаль о новом «деле врачей»
СегодняИз жизни «Это сродни охоте» Российский антиквар — о сокровищах за миллионы, пропадающих на чердаках и помойках
13:08 Для Арктики разработали новую полярную экипировку
12:59 Разлученные в детстве друзья встретились спустя 18 лет и сыграли свадьбу
12:59 Российские военные получат эвакуаторы для Арктики
2 декабря 2021Россия «Зря вы шахтеров ищете. Они умерли» Как и почему 51 человек погиб в «Листвяжной». Репортаж с места трагедии
СегодняКультура 10 лучших книг зимы: Великая эпидемия, эротика еды и Квентин Тарантино
12:55 Академик РАН допустил появление омикрон-штамма коронавируса в России
12:00 Раскрыты сроки появления нового Renault Logan в России
12:58 Известному певцу пришлось продать дом в Голливуде со скидкой
СегодняНаука и техника Маск против Безоса: как богатейшие бизнесмены планеты конкурируют за космос
2 декабря 2021Экономика Новый порядок. Войны, власть женщин и путь к вечной жизни — самый невероятный экономический прогноз на 2022 год
12:49 В Чикаго объединили туалеты для мальчиков и девочек ради гендерного равенства
11:43 Lexus показал первые изображения электрического кроссовера RZ
12:54 На Украине назвали наиболее вероятные сроки российского наступления
2 декабря 2021Культура Он вам не омикрон. Оксимирон выпустил альбом «Красота и Уродство». На нем рэпер зачитал обо всем
1 декабря 2021Россия «Есть повод для паники» Чем опасен новый штамм коронавируса и что ждать от омикрона россиянам? Отвечает биолог
12:43 Россиянка обвинила сожителя в изнасиловании несовершеннолетней дочери
12:49 Кремль воздержался от оценок работы Медведева как председателя «Единой России»
11:10 США приготовились ударить по российским компаниям
2 декабря 2021Путешествия «Мы были мишенью» Россияне путешествуют в Афганистан и подвергают свою жизнь опасности. Что ими движет?
30 ноября 2021Из жизни Порно с принцессой, фальшивый сын и потерянные миллионы. Как теории заговора помогают королевской семье травить неугодных
12:42 В США ужесточили правила въезда для туристов из-за коронавируса
12:43 Российский лыжник поделился секретом выступления в мороз
12:41 В России рассказали о добровольном отказе Украины от Крыма
2 декабря 2021Силовые структуры Майор Скорость. Как российский полицейский устал бороться с наркодилерами и сам начал продавать амфетамин в даркнете
2 декабря 2021Культура Снова к нам приходят. Возвращение «Звездных войн», «Ведьмака» и «Секса в большом городе» в лучших сериалах декабря
12:38 Гузеева рассказала о нападении на соперницу из ревности с туфлей в руках
12:34 Google и Meta впервые в России грозят оборотные штрафы
12:34 Оценены последствия коронавирусной инфекции для сердца
1 декабря 2021Моя страна «Наши гусли есть даже у Metallica» Как крохотная российская деревня стала мировым центром производства гуслей
2 декабря 2021Россия Жизнь после COVID-19. Россиянам, переболевшим коронавирусной инфекцией, рекомендована медицинская реабилитация
12:26 В Кремле ответили на вопрос о дате переговоров Путина и Байдена
12:24 Российские власти назвали условия замедления роста цен
12:27 В Австралии полностью привитый человек заразился омикрон-штаммом COVID-19
30 ноября 2021Среда обитания «Мир еще не сталкивался с исчезновением страны из-за климата» Министр тонущего государства — о жизни по колено в воде
2 декабря 2021Россия «Дрались с заезжими болельщиками и играли в хоккей» Послевоенная Капотня в воспоминаниях ее старожилов
12:25 Раскрыты требования москвичей к домам для празднования Нового года
12:23 Новый гендиректор МХАТ имени Горького объявил о переименовании театра
12:09 Власти Москвы решили ограничить новогодние гуляния
Сегодня Видео: новый Range Rover за 10 минут Главный внедорожник Британии: только факты и никаких оценок
СегодняЭкономика Партнерский материалИнфоресурс для инвесторов. Информация обо всех инвестициях в Россию — на одном сайте
12:12 Байден раскрыл стратегию борьбы с омикрон-штаммом
12:05 Россияне бросились скупать заменители мяса
12:07 На Украине назвали число российских военных у границы
1 декабря 2021Ценности «Это похоже на рай» Как появилась БДСМ-атрибутика и почему одежда фетишистов стала главным модным трендом года?
1 декабря 2021Мир Министерство дружбы. Россия пытается найти новых союзников. Почему пока это трудно сделать без военной помощи и кредитов?
12:02 Раскрыта эволюция коронавируса в сторону устойчивых к иммунитету штаммов
12:03 В Минздраве назвали категорию людей для медотвода к вакцинации от COVID-19
12:01 Россиянам назвали максимальную дневную норму мандаринов для взрослого человека
30 ноября 2021Спорт Лионель Месси в седьмой раз выиграл «Золотой мяч». В гонке за трофей он обошел Криштиану Роналду и Роберта Левандовски
2 декабря 2021 Они пытались «убить» Логан, Поло и Солярис. Но не смогли и исчезли Какие машины пытались конкурировать с бестселлерами
12:03 Тату от неумелого мастера прославило девушку в сети
11:58 Собраны первые обновленные Lada Vesta
12:01 В Великобритании нашли кладбище «Гелендвагенов»
1 декабря 202169-я параллель В Якутии решили клонировать мамонтов. Удастся ли ученым заселить Арктику древними животными?
1 декабря 2021Россия Что изменится в жизни россиян с 1 декабря. Главное о блокировке сим-карт, пенсиях и открытии границ
11:54 Президент Молдавии призвала разобраться с российской телепропагандой
12:00 В Минздраве допустили введение бустерной вакцины от COVID-19 для части пациентов
11:58 Цена квартиры в Новой Москве преодолела психологическую отметку
30 ноября 2021Культура Жизнь насекомых. Режиссер «Властелина колец» снял восьмичасовой сериал о The Beatles. Зачем его смотреть?
30 ноября 2021Россия «Рожают в наручниках» Унижение, побои и вымогательство: как устроено насилие в женских колониях России
11:52 Россия приготовилась собирать больше налогов с иностранцев
11:45 Toyota выпустит доступный электрокар за 2 миллиона рублей
11:54 В Минздраве заявили об отсутствии омикрон-штамма коронавируса в России
1 декабря 2021Наука и техника Детское время. Huawei представила умные часы для юных пользователей
1 декабря 202169-я параллель Очевидное невероятное. Попробуйте отгадать загадки народов России. Сложный тест
11:43 Угрожавшее безопасности России такси сдалось под давлением Пекина
11:42 Покончивший с собой Академовский маньяк пошел на убийство ради смены колонии
11:36 Мурашко оценил заболеваемость COVID-19 в России
1 декабря 2021Бывший СССР Дошли до ядра. Как Казахстан стал донором атомной энергии в Евразии
11:42 Чемпион ОИ прокомментировал отношения российских и украинских спортсменов
11:40 BMW «поделится» платформой с производителем «Айфонов»
11:31 Россиянам перечислили основные способы защиты от мошенников в соцсетях
11:26 Убившего лося депутата Рашкина выписали из больницы