Question

Объясните механизм сокращения поперечно-полосатых волокон

Answer 1

Укорочение каждого саркомера (тонкие нити вдвигаются в промежутки между толстыми без изменения их длины). Эти укорочения вызывают нервные импульсы,которые возбуждают мышечное волокно. А передача возбуждения с нервного волокна на мышечное осуществляется через нервно-мышечный синапс.

Answer 2

Сокращение поперечно-полосатых (скелетных) волокон происходит в результате сокращения скелетных мышц, которые состоят из длинных и многоядерных клеток, называемых миоцитами. Эти миоциты обладают способностью к сокращению, что позволяет двигать скелет и выполнять различные двигательные функции.

Механизм сокращения поперечно-полосатых волокон включает несколько этапов:

1. Нервно-мышечный синапс: Сокращение скелетных мышц начинается с сигнала, исходящего от нервных клеток (моторных нейронов) в центральной нервной системе. Этот сигнал передается через специализированные соединения, называемые синапсами, к миоцитам.

2. Высвобождение нейромедиаторов: В синапсах моторных нейронов происходит высвобождение нейромедиатора, называемого ацетилхолином. Ацетилхолин переходит через щель между нервными и мышечными клетками и связывается с рецепторами на поверхности миоцитов.

3. Деполяризация мембраны: Связывание ацетилхолина с рецепторами на поверхности миоцитов вызывает изменение проницаемости мембраны миоцитов для ионов натрия (Na+) и калия (K+). Это приводит к деполяризации мембраны миоцита.

4. Вызванный потенциал: Деполяризация мембраны миоцита порождает акционный потенциал, электрический импульс, который быстро распространяется вдоль мембраны и внутри миоцита.

5. Саркоплазматический ретикулюм и кальций: Акционный потенциал сигнализирует саркоплазматическому ретикулуму (специальной структуре внутри миоцита) освободить кальций (Ca2+) в цитоплазму миоцита.

6. Миозин и актин: Кальций служит ключевым регулятором сокращения мышц. Когда кальций присутствует в цитоплазме, он связывается с белками тонкого филамента, актином. Это инициирует серию химических реакций, которые позволяют головкам миозина, белков толстого филамента, взаимодействовать с актином.

7. Сокращение мышечных волокон: В результате взаимодействия миозина и актина происходит сокращение миофибрилл, основных структурных единиц скелетных мышц. Сокращение обеспечивает укорочение миофибрилл, что в свою очередь приводит к сокращению всего мышечного волокна.

8. Расслабление мышцы: Когда нервный сигнал прекращается, ацетилхолин разрушается ферментом ацетилхолинэстеразой, и кальций возвращается обратно в саркоплазматический ретикулум. Это прекращает процесс сокращения, и мышцы расслабляются.

Этот сложный процесс позволяет организму контролировать движение и выполнение различных действий, включая ходьбу, подъемы и многие другие физические активности.