Фізіологія м’язового скорочення

Важливу роль у розвитку сучасних уявлень про механізм м’язового скорочення зіграли електронно-мікроскопічні дослідження, які виявили деталі тонкої структури м’язів. Ці дослідження показали, що кожне м’язове волокно побудовано з окремих м’язових ниток – міофібрил. Міофібрили складаються з чергуються світлих і темних ділянок, що надає їм характерну поперечну смугастість.

У миофибриллах є два білки – актин і міозин. У темних ділянках містяться обидва білка, а в світлих – тільки один. Крім білків, до складу м’язової тканини входять вода, неорганічні іони, АТФ і фосфокреатин. Мабуть, скорочення м’язового волокна є результат ковзання ниток актину уздовж ниток міозину. Енергію для цього процесу забезпечує АТФ, що можна довести таким чином. Шляхом відповідної обробки в лабораторних умовах з міофібрил видаляють всі речовини, крім актину і міозину. Потім оброблені міофібрили поміщають в воду, що містить всі необхідні неорганічні іони. Якщо до середи додати АТФ, то міофібрили скорочуються. Для утворення енергії в м’язі в першу чергу використовується глікоген, який накопичується у м’язовій тканині. Глікоген є з’єднанням, утворене з багатьох молекул глюкози; він може легко відкладатися про запас. У міру необхідності глікоген знову перетворюється в глюкозу, глюкоза піддається гліколізу із звільненням певної кількості АТФ, який і служить джерелом енергії в м’язовому скороченні.

Якщо м’яз отримує достатньо кисню, то в ній відбуваються окислювальні перетворення, що супроводжуються утворенням значної кількості АТФ. Однак в умовах інтенсивної роботи в м’язах виявляється недостатньо кисню, і АТФ утворюється головним чином в ході гліколізу, т. Е. Анаеробним шляхом. При цьому в м’язовій тканині накопичується молочна кислота. Як уже зазначалося, невелику кількість молочної кислоти підвищує збудливість м’яза, надлишок же цього продукту може уповільнити і навіть припинити м’язове скорочення. Значна частина молочної кислоти переходить з м’язів в кров і потім піддається окисленню в печінці. Після припинення м’язової діяльності дихання протягом деякого часу продовжує залишатися прискореним; організм отримує більше кисню, молочна кислота окислюється в циклі Кребса, і в результаті відбувається накопичення АТФ. Залишок молочної кислоти як в м’язах, так і в печінці перетворюється в глюкозу, а потім в глікоген.

У період спокою м’язи накопичують енергію не тільки в формі АТФ При утворенні максимальної кількості АТФ, частина енергії цього з’єднання передається на фосфокреатин; в фосфатного зв’язку фосфокреатіна укладено стільки ж енергії, скільки міститься в кінцевий фосфатного зв’язку АТФ. У разі необхідності енергія передається з фосфокреатіна назад на АТФ. Яке значення цього додаткового механізму накопичення енергії, видно з того факту, що в скелетних м’язах ссавців зміст фосфокреатина в 20 разів перевищує вміст АТФ. Фосфокреатин присутній тільки в м’язових клітинах, потреба яких у великих, легко мобілізуються запаси енергії значно вище, ніж у інших клітин організму.

...
ПОДІЛИТИСЯ: