Az izomrostok összehúzódásának és relaxációjának mechanizmusa
Az önkényes belső parancs segítségével az emberi izom összehúzódása körülbelül 0,05 s (50 ms) időtartammal kezdődik. Ez idő alatt a motorcsapat az agyféltekék kortexéből a gerincvelő motoneuronjaihoz és a motorszálakhoz az izomba kerül. Az izomhoz közeledve a gerjesztési folyamatnak ki kell küszöbölnie a neuro-izom szinapszist egy közvetítő segítségével, amely körülbelül 0,5 ms-ot vesz igénybe. A közvetítő itt az acetilkolin, amely a szinapszis preszinaptikus részében szinaptikus vezikulumokban található. Az ideges pulzus okozza a szinaptikus vezikulusok mozgását a preszinaptikus membránhoz, ürítésüket és a mediátor kimenetét a szinaptikus hasadékba. Az acetil-kolin hatása a posztszinaptikus membránon rendkívül rövid életű, ezt követően az acetilkolin-észteráz ecetsavval és kolinnal elpusztítja. A fogyasztás elfogyasztásakor az acetilkolin készleteket folyamatosan feltöltik a preszinaptikus membrán szintetizálásával. Azonban, a nagyon gyakori és elhúzódó motoneuron atsetilholi impulzusok on-sebesség meghaladja annak befejezését, továbbá csökkenti az érzékenységet a posztszinaptikus membrán annak fellépés, ami omladozó vezető gerjesztés révén a neuromuszkuláris szinapszis. Ezek a folyamatok az elhúzódó és súlyos izom munka során a kifáradás perifériás mechanizmusainak alapját képezik.
A szinaptikus hasadékból felszabaduló mediátor a posztszinaptikus membrán receptoraihoz kapcsolódik, és benne depolarizációs jelenségeket okoz. Egy kis alsó küszöb-ingerlés csak kis amplitúdó helyi ingerlését okozza - a terminállemez (PCP) potenciálját.
Az idegimpulzusok megfelelő gyakoriságával a PEP eléri a küszöbértéket, és az izmok membránján izmos akciós potenciál alakul ki. Ez (5-ös sebességgel) az izomrost felszínén terjed, és bejut a keresztirányba
csatornákat a rostba. A sejtmembránok permeabilitásának növelése révén az akciós potenciál a Ca ionok szarkoplazmatikus retikulumának tartályaiból és csöveiből való kilépését eredményezi. amelyek behatolnak a miofibrillákba, és ezeknek az ionoknak az aktinmolekulákhoz való kötődésének központjai.
Ca hatására a hosszú tropomiosin molekulák a tengely mentén forognak és az aktin gömb alakú molekulái közötti hornyokba rejtenek, felfedve a miozinfejek kötőhelyeit az aktinra. Tehát az aktin és a miozin között úgynevezett keresztirányú hidak képződnek. Ebben az esetben a miozin-fejek simogató mozgásokat végeznek, biztosítva az aktin szálainak csúszómászását a miozin menetei mentén a sarcomér mindkét végétől a centrumához, azaz az izomrost mechanikai reakciójához (10.
Egy híd evezőmozgásának energiája az aktinszál hosszúságának 1% -át teszi ki. A kontraktilis fehérjék egymáshoz viszonyított továbbadásához az aktin és a miozin közötti hidaknak szét kell válniuk és újra kell alakítaniuk a következő Ca kötőhelyen. Ez a folyamat a myzin molekulák aktiválásának eredményeképpen történik ebben az időpontban. A myosin megszerzi az ATPáz enzim tulajdonságait, ami az ATP bomlását okozza. Az ATP bomlása alatt felszabaduló energia pusztulást eredményez
Ábra. 10. Az izomrost elektromechanikai kapcsolatának diagramja
On A: nyugalmi állapot, a B - gerjesztés és csökkentés
igen - az akciós potenciál, mm - az izomrost membránja,
n _ keresztirányú csatornák, t - hosszanti csövek és tartályok ionokkal
Ca, egy - vékony szálak actin, m - vastag fonal myosin
vastagítással (fejek) a végén. A Zeta membránok korlátozottak
a miofibrillumok szaromere. Vastag nyilak - potenciális terjedés
a rostok gerjesztése és a Ca ionok mozgatása a tartályokból
és a longitudinális tubulusokat a miofibrillákba, ahol elősegítik az oktatást
az aktin és a myzin szálak közötti hidak és ezen szálak csúszása
(rostcsökkentés) a miozinfej strokeja miatt.
a meglévő hidak és a Ca jelenlétében új mozaikok jelenlétének kialakulása az aktinszál következő szakaszában. A hasonló módon kialakuló többszörös képződés és a szúnyogok leromlása következtében az egyes sarcomerek és az egész izomrost egészének csökkenése csökken. A kalcium legmagasabb koncentrációját a miofibrillumban már 3 ms után érik el, miután megjelenik a keresztreaktusban lévő akciós potenciál, és a maximális izomrost feszültség 20 ms után.
Az izom akciós potenciál megjelenésétől az izomrost összehúzódásáig megjelenő egész folyamatot elektromechanikus kapcsolásnak (vagy elektromechanikus kapcsolásnak) hívják. Az izomszál összehúzódásának következtében az aktin és a miozin egyenletesebben oszlik el a sarcomér belsejében, és a mikroszkóp alatt látható izom keresztirányú csíkozása eltűnik.
Az izomszálak pihentetése egy speciális mechanizmus - a "kalciumszivattyú" munkájához kapcsolódik, amely a miófibrillumokból származó Ca ionok szivattyúzását a szarkoplazmatikus retikulum csövekbe visszük vissza. Ez az ATP energiáját is felhasználja.