5.2. Электромеханическое сопряжение в мышцах.
Электромеханическое сопряжение – то цикл последовательных процессов, который начинается с возникновения потенциала действия на сарколемме и заканчивается сократительным ответом мышцы.
Общепринятой моделью мышечного сокращения является модель скользящих нитей, согласно которой сократительный процесс происходит следующим образом.
-
Под действием нервного импульса в сарколемме открываются натриевые каналы, и ионы Na+ входят в мышечную клетку, вызывая возбуждение (деполяризацию) сарколеммы.
-
Электрохимически процесс возбуждения передается на саркоплазматической ретикулум. В результате повышается проницаемость этой мембранной структуры для ионов Са++ и происходит их выброс в цитоплазматическую жидкость (саркоплазму), заполняющую мышечное волокно. Повышение концентрации Са++ с 10–7 до 10–5 моль/л стимулирует циклическую работу миозиновых «мостиков». «Мостик» связывается с актином и тянет его к центру А-зоны, в область расположения миозиновых нитей, перемещая на расстояние 10–12 нм. Затем он отщепляется от актина, связывается с ним в другой точке и опять подтягивает в нужную сторону. Непрерывное движение актиновных нитей происходит в результате поочередной работы «мостиков». Частота циклов их движений, по-видимому, регулируется в зависимости от нагрузки на мышцу и может достигать 1000 Гц. «Мостики» обладают АТФ-азной активностью, стимулируют расщепление АТФ и используют высвобождающуюся при этом энергию для своей работы.
-
Возвращение мышцы к исходному состоянию обусловлено обратными переходами ионов Са++ из саркоплазмы в ретикулум вследствие работы кальциевых насосов и тем, что К+ пассивно выходит из мышечной клетки, вызывая реполяризацию саркоплемы.
Механическое
усилие, развиваемое мышцей при сокращении,
зависит от величины еë поперечного
сечения, от начальной длины волокон и
ряда других факторов. Сила мышцы,
приходящаяся на 1 см2
её поперечного сечения, называется
абсолютной
мышечной силой.
Для человека она изменяется в пределах
50–100
.
Сила одних и тех же мышц человека зависит
от ряда физиологических условий:
возраста, пола, тренированности и т. д.
Следует также отметить. Что в разных
мышечных клетках организма процесс
сопряжения происходит несколько
по-разному. Например, задержка начала
сокращения по отношению к началу
возбуждения сарколеммы в скелетных
мышцах составляет 20 мс, в сердечной –
несколько больше (до 100 мс).
Если молекула или часть молекулы имеют неравный нулю дипольный момент или электрический заряд, то их называют полярными
Именно равенство i и e (i = e) является необходимым условием термодинамического равновесия