К специальным органоидам мышечного волокна относятся «миофибриллы» Это сократительный аппарат мышечного волокна. Миофибриллы, если изучать их под микроскопом, состоят из тонких нитей миофиломентов, которые образованы молекулами сократительного белка - миозина и актина. Из миозина построены толстые миофиломенты, а из белка актина - тонкие. Концентрация в отдельных участках миофибрилл миозина, образует так называемые темные диски, двоякопереломляющие свет, проходящий через линзы микроскопа. Другие участки миофибрилл - однопереломляющие свет. Они состоят из светлых дисков, образованных в основном, концентрацией белка актина.
Темные участки миофибрилл называются иначе анизотропными дисками, а светлые участки – изотропными. Вот такое чередование темных и светлых дисков придает волокнам поперечно-полосатой мышцы поперечное исчерчивание.
Светлые изотропные (актиновые) диски разделены посередине тонкой линией (телофрагмой), которая делит миофибриллу на ряд отрезков- саркомеров, расположенных между двумя соседними линиями.
Саркомер- это комплекс структур, обеспечивавших сокращение миофибрилл. Анизотропный диск разделен пополам темной линией - мезофрагмой, по обе стороны от которой имеются светлые полосы/Н/.
Мышечное волокно сокращается в результате взаимодействия белковых молекул актина и миозина. В основе сокращения мышц лежит скольжение толстых и тонких миофибрилл друг относительно друга. При этом полоска “Н” анизотропного диска и изотропный диск уменьшаются в своих размерах, вплоть до полного исчезновения, а величина анизотропного диска остается неизменной. Таким образом, укорочение миофибрилл достигается за счет уменьшения изотропных дисков.
Расслабление мышечного волокна сопровождается расширением изотропных дисков в результате того, что нити актина как бы выдвигаются в стороны из промежутков между нитями миозина.
При растяжении же мышечного волокна концы нетей актина в миофибриллах находятся почти на уровне концов нитей миозина. Их сцепление осуществляется лишь головками нескольких молекул миозина, которые располагаются на концах нитей. При этом изотропный диск становится наиболее широким, полоска "Н" анизотропного диска также расширяется. В растянутой мышце плотность расположения нитей актина и миозина в миофибриллах минимальная, т.к. при любом состоянии мышцы объем её остается постоянным.
Внедрение нитей актина между нитями миозина происходит в результате освобождения энергии при распаде несущего энергию вещества - аденозитрофосфорной кислоты (АТФ) в присутствии ионов кальция.
Активизация взаимодействия между актином и миозином происходит под воздействием нервного импульса, передаваемого с нервного волокна на мышечное. Вначале активизируется аденозинтрифосфатаны, центры миозина, выделяя аденозинтрифосфотазу. Она расщепляет аденозинтрифосфорную кислоту до аденозиндифосфорной кислоты. При этом выделяется энергия, которая идет либо на развитие напряжения мышцы, либо на её укорочение (сокращение).
Расслабление же мышцы после сокращения и восстановления исходного состояния мышцы, очевидно, происходит благодаря эластическим свойствам сарколеммы и внутримышечной соединительной ткани - эндомизия и перемизия. Таким образом, в сократительном акте мышечного волокна различают две фазы.
Первая фаза - это собственно, сократительный акт, который представляет процесс структурного взаимодействия между актином и миозином.
Вторая фаза - это состояние сокращения, которое выражается в преврашение всего саркомера в актиномиозиновую систему. После кратковременного существования актиномиозиновая система распадается на актин и миозин, и мышечное волокно возвращается в исходное состояние.
Не все мышечные волокна поперечно-полосатой мышечной ткани содержат одинаковое число миофибрилл. При помощи метода прижизненного взятия мышечной ткани (биопсин) установили, что если в мышечных волокнах миофибрилл больше, а красящего вещества (пигмента) миоглобина меньше, то это светлые (белые) мышечные волокна. Они развивают большую силу, но быстро утомляются.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.