Contracția musculară într-un sistem viu este un proces mecanochemic. Știința modernă consideră că aceasta este forma cea mai perfectă a mobilității biologice. Reducerea obiectelor biologice din fibre musculare "dezvoltate" ca o modalitate de mișcare în spațiu (care și-a extins foarte mult posibilitățile de viață).
Contracția musculară este precedată de o fază de tensiune, care este rezultatul muncii efectuate prin transformarea energiei chimice în mecanică direct și cu o eficiență bună (30-50%). Acumularea energiei potențiale în faza de tensiune determină mușchiul într-o stare de contracție posibilă, dar nu încă realizată.
La animale și om acolo (și persoana care consideră că este bine studiat și) sunt două tipuri de bază de mușchi: striați și gladkie.Poperechnopolosatye musculare sau scheletic atașate la oasele (cu excepția fibrelor striate ale mușchiului inimii, care diferă de la mușchii scheletici și compoziție). Gladkitamish menține țesuturile organelor interne și a pielii și formează musculatura pereților vaselor de sânge, precum și a intestinelor.
În biochimia sportului, sunt studiate mușchii scheletici. "Responsabil special" pentru rezultatul sportiv.
Mucusul (ca entitate macro aparținând unui obiect macro) constă din fibre musculare individuale (microformații). În muschiul lor de mii, respectiv, efortul muscular este o valoare integrală, însumând contracțiile unui set de fibre individuale. Există trei tipuri de fibre musculare: tăiere albă rapidă, intermediar și roșu încet. Tipurile de fibre diferă în mecanismul alimentării cu energie și sunt controlate de motoneuronii diferiți. Tipurile de mușchi diferă în raportul dintre tipurile de fibre.
O singură formă musculară fibro-filiformă, fără celulă este o simplastă. Pe cușcă, simplastul "nu arată": are o formă foarte alungită în lungime de la 0,1 până la 2-3 cm, într-un mușchi sartorial de până la 12 cm și o grosime de 0,01 până la 0,2 mm. Simplastul este înconjurat de o sarcolemă, pe suprafața căreia sunt adecvate ferestrele mai multor nervi motori. Sarcolemma - o membrană lipoproteinică în două straturi (grosime de 10 nm), întărită de o rețea de fibre de colagen. Când se relaxează după contracție, ei returnează simplastul în forma sa inițială (Figura 4).
Fig. 4. Fibră musculară separată.
Pe suprafața exterioară a membranei sarcolemice, potențialul membranei electrice este întotdeauna menținut, chiar și în repaus, este de 90-100 mV. Disponibilitatea potențialului este o condiție prealabilă pentru gestionarea fibrelor musculare (cum ar fi o baterie de mașină). Potențialul este creat prin transportul substanțelor active (prin consumul de energie - ATP) prin membrană și prin permeabilitatea sa selectivă (conform principiului - "oricine vreau - voi lăsa sau voi renunța"). Prin urmare, în cadrul simplastului, unii ioni și molecule se acumulează într-o concentrație mai mare decât în exterior.
Sarolemul este bine permeabil la ionii K + - se acumulează în interior, iar ionii Na + sunt eliberați în exterior. În consecință, concentrația de ioni de Na + în fluidul intercelular este mai mare decât concentrația de ioni K + în cadrul simplastului. Offset pH la partea acidă (cu formarea de acid lactic, de exemplu) pentru a crește permeabilitatea substanțelor sarcolemă macromoleculare (acizi gras-TION, proteine, polizaharide) care în stare normală nu trec prin el. Ușurință trece (difuza) prin membrana de substanțe cu greutate moleculară scăzută (glucoza, acid lactic Nye și piruvic, cetone, aminoacizi, peptide scurte).
Conținutul interior al simplastului este sarcoplasmul - o structură de proteine etanoloid (seamănă cu gelatina în consistență). Într-o stare suspendată, în aceasta sunt încorporate incluziuni de glicogen, picături de grăsime, în care sunt încorporate diferite particule sub-celulare: nuclei, mitocondriile, miofirilii, ribozomii și altele.
Contractile "mecanism" în interiorul symphase-myofibril. Acestea sunt fire subțiri (Ø 1 - 2 μm), lungi - aproape egale cu lungimea fibrei musculare. Sa constatat că în symplasts myofibrils musculare neantrenate ordonat nu aranjate de-a lungul symplast, dar cu răspândirea și abaterile și instruit - miofibirilly orientat de-a lungul axei longitudinale și mai departe grupate în mănunchiuri în corzi. (Atunci când filare fibre sintetice și macromolecule de polimer sintetic este mai întâi dispus de-a lungul fibrei nu strict și ca sportivii „tren greu“ - corect orientate - pentru axa fibrei prin rebobinarea repetate: a se vedea magazin la cel mai lung ZIVe și „Chemical Fiber“).
Într-un microscop luminos, se poate observa că miofirilii sunt într-adevăr "striate transversal". În ele se alimentează zonele luminoase și întunecate - discuri. Discurile negre A (proteine anizotrope) conțin mai mult decât discurile ușoare I (izotropice). Discurile ușoare sunt traversate de membranele Z (telafragme) și o regiune a miofibrilului dintre două membrane Z este numită sarcomer. Miofibrilul este format din sarcomere de 1000 - 1200 (Figura 5).
Reducerea fibrei musculare în ansamblu constă în reducerea sarcoamelor unice. Tăierea fiecare separat, sarcomerele împreună creează un efort integral și efectuează lucrări mecanice pentru a reduce mușchiul.
Lungimea sarcomerului variază de la 1,8 pm în repaus la 1,5 pm la moderat și la 1 pm cu reducere completă. Discurile de sarcomere, întunecate și ușoare, conțin protofibrili (miofilame) - structuri filamentoase proteice. Acestea sunt de două tipuri: grosime (Ø - 11 - 14 nm, lungime - 1500 nm) și subțire (Ø - 4 - 6 nm, lungime - 1000 nm).
Fig. 5. Locul miofibrililor.
Roți luminoase (I) constau numai din protofibrils subțiri și roți de culoare închisă (A) - a protofibrils de două tipuri: de membrană subțire atașate una de alta, și groasă, concentrate într-o zonă separată (H).
Odată cu reducerea discului întunecat lungimea sarcomerului (A) nu este schimbat, iar lungimea discului luminos (I) este redusă ca protofibrils subțiri (discuri ușoare) sunt împinse în spațiile dintre groase (discurile întunecate). Pe suprafața protofibriliilor se înregistrează creșteri speciale - vârfuri (aproximativ 3 nm grosime). În misiunea de „poziția de funcționare“, ele formează un (punți transversale) între filamente subțiri și groase protofibrils (Fig. 6). Odată cu reducerea Z -membrany învecina capetele groase pro-tofibrill și protofibrils subțiri pot fi chiar înfășurat în jurul gros. Atunci când capetele sverhsokraschenii de filamente subțiri în centrul sarcomere sunt împachetate, iar capetele protofibrils groase - șifonată.
Fig. 6. Formarea adeziunii între actină și miozină.
fibrele musculare de alimentare cu energie prin intermediul reticulul sarcoplasmic (l - reticulului sarcoplasmic) - un sistem de tuburi longitudinale și papă-râu, membrane, bule compartimente.
În rețeaua sarcoplasmică, diferite procese biochimice au loc într-o manieră organizată și controlată, rețeaua cuprinde totul și fiecare miofibril separat. Reticulul include ribozomi, efectuează sinteza proteinelor și mitocondrii - "stații de energie celulară" (așa cum sunt definite în manualul școlar). De fapt, mitocondriile sunt construite între miofiri, ceea ce creează condiții optime pentru alimentarea cu energie a procesului de contracție a mușchilor. Se constată că în mușchii instruiți numărul de mitocondri este mai mare decât în cazul celor netratați.
Compoziția chimică a mușchilor.
Apa cu frunze 70-80% din greutatea musculaturii.
Proteine. Pe dolyubelkovprihoditsya greutate musculară ot17 la 21%: aproximativ 40% din proteinele musculare sunt concentrate în myofibrils, 30% - în sarcoplasmic 14% - în mitocondrie, 15% - în sarcolemă, cealaltă în nucleu și alte celulare ORGA-Nelly.
Compuși fără azot. Muschii conțin carbohidrați, glicogen și metaboliții săi, precum și grăsimi, colesterol, corpuri cetone, săruri minerale. În funcție de dietă și gradul de exercițiu, cantitatea de glicogen variază de la 0,2 la 3%, în timp ce antrenamentul crește masa de glicogen liber. Grăsimile grase din mușchi se acumulează în timpul antrenamentului de anduranță. Greutatea legată de proteine este de aproximativ 1%, iar în membranele fibrei musculare, pot fi izolate până la 0,2% colesterol.
Substanțe minerale. Substanțele minerale ale țesutului muscular reprezintă aproximativ 1-1,5% din masa musculară, în principiu sunt sărurile de potasiu, sodiu, calciu, magneziu. Ionii minerali, cum ar fi K +. Na +. Mg2 +. Ca 2+. Cl -. NR04
joacă un rol important în procesele biochimice cu contracție musculară (acestea sunt incluse în aditivii "sportivi" și în apa minerală).
Biochimia proteinelor musculare.
Principala proteină musculară contractilă, miozina, se referă la proteinele fibrilare (greutatea moleculară aproximativ 470000). O caracteristică importantă a miozinei este capacitatea de a forma complexe cu molecule ATP și ADP (care permite "extragerea" energiei din ATP) și cu proteina actinică (ceea ce face posibilă menținerea contracției).
Molecula de miozină are o încărcătură negativă și interacționează în mod specific cu ioni de Ca ++ și Mg ++. Myosinul în prezența ionilor de Ca ++ accelerează hidroliza ATP și, prin urmare, prezintă activitate enzimatică de adenozin trifosfat:
Proteina miozinei este formată din două polipeptide lungi identice # 945; - lanțuri, răsucite ca o dublă helix, Fig. Sub acțiunea enzimelor proteolitice, molecula de miozină se descompune în două părți. Una dintre părțile sale este capabilă să se lege prin aderențe cu actină, formând actomozină. Această parte este responsabilă de activitatea adenozin trifosfatazei, care depinde de pH-ul mediuului, pH-ul optim este de 6,0 - 9,5, precum și concentrația de KCI. Complexul - actomozina se dezintegrează în prezența ATP, dar în absența ATP liber este stabilă. A doua parte a moleculei de myosin constă, de asemenea, din două spirale răsucite, datorită încărcării electrostatice pe care o leagă moleculele de myosin în protofibrili.
Fig. 7. Structura actomozinei.
A doua cea mai importantă proteină contractilă este actina (Figura 7). Poate exista în trei forme: monomere (globulare), dimerice (globulare) și polimerice (fibrilare). Actinul globular monomeric, atunci când lanțurile sale polipeptidice sunt ambalate dens într-o structură compactă sferică, este asociat cu ATP. Separarea ATP, actin - A monomeri, formează dimeri, inclusiv ADP: A - ADP - A. Actin filamentar polimer - o dublă helix, constând din dimeri, Fig. 7.
Actin globular se transformă în fibrilare în prezența ionilor K +. Mg ++ și actin fibrilă predomină în mușchii vii.
Myofibrilele conțin o cantitate semnificativă de proteină tropomyozină. care este co-standuri de două - # 945; - lanțurile polipeptidice elicoidale. În mușchii de odihnă, acesta formează un complex cu actină și blochează centrele sale active, deoarece actina este capabilă să se lege de ionii Ca ++ și elimină această blocadă.
La nivel molecular, protofibrils groase și subțiri sarcomer interacționează electrostatic, deoarece acestea au site-uri speciale - excrescențe și proeminențe formate în cazul în care taxa. La secțiunea A-gros protofibrils disc sunt construite dintr-un fascicul de molecule orientate longitudinal myosin protofibrils subțiri sunt dispuse radial în jurul gros, formând o structură similară cu cablul irecuperabile. In centrala M-banda protofibrils grosime miozinei molecule Conn-Nena lor „cozi“, și acționează lor „cap“ - excrescențe îndreptat în direcții diferite și sunt situate pe marile Villeneuve-linii în spirală. De fapt, în fața lor, în spirale actinei filamentos, la o anumită distanță unul față de celălalt sunt globulelor integrate de actină monomer prea proeminent. În fiecare proiecție există un centru activ, datorită căruia este posibilă formarea aderențelor cu miozină. sarcomeres-Z cu membrana (ca postamente intercalați) legat între un protofibrils ton-Kie.
Articole similare
Trimiteți-le prietenilor: