Mehanizam kontrakcije mišića kratko

Procesi mišićnog rada višeslojni su kompleks fizioloških i biokemijskih funkcija koje su od vitalnog značaja za potpuno funkcioniranje ljudskog tijela. Izvana, takvi se procesi mogu promatrati u primjerima dobrovoljnih pokreta pri hodanju, trčanju, mijenjanju izraza lica itd. Međutim, oni pokrivaju mnogo veći raspon funkcija, uključujući i rad respiratornog aparata, probavnih organa i izlučnog sustava. U svakom slučaju, mehanizam mišićne kontrakcije podupire rad milijuna stanica u koje su uključeni kemijski elementi i fizička vlakna.

Strukturna organizacija mišića

Mišići se formiraju različitim tkivnim vlaknima koja imaju vezanost za kosti kostura. Nalaze se paralelno i međusobno djeluju u procesu mišićnog rada. Upravo vlakna po primitku impulsa osiguravaju mehanizam kontrakcije mišića. Ukratko, struktura mišića može se predstaviti kao sustav koji se sastoji od molekula sarkomera i miofibrila. Važno je razumjeti da je svaki mišićnih vlakana koju čine višestruke podjedinice miofibrila, postavljene uzdužno u odnosu jedna na drugu. Sada je potrebno odvojeno razmotriti sarkomere i filamente. Zato što igraju važnu ulogu u motornim procesima.

Sarcomeresi i filamenti

Sarcomeresi su segmenti vlakana koji su odvojeni takozvanim Z-pločama koje sadrže beta-aktinin. Aktinski filamenti protežu se od svake ploče, a praznine su ispunjene debelim analozima miozina. Elementi aktina, zauzvrat, izgledaju kao nizovi zrna uvijenih u dvostruku spiralu. U toj strukturi, svaka zrnca je molekula aktina, a molekule troponina nalaze se u područjima s depresijama u spiralama. Svaka od tih strukturnih jedinica oblikuje mehanizam kontrakcije i opuštanja mišićnih vlakana, koji se međusobno povezuju. Igra ključnu ulogu u pobuđivanju vlakana stanična membrana. Sadrži transverzalne cijevi invaginacije koje aktiviraju funkciju sarkoplazmatskog retikuluma - to će biti stimulirajući učinak za mišićnog tkiva.

Motorna jedinica

Sada se isplati udaljiti od duboke strukture mišića i razmotriti motornu jedinicu u općoj konfiguraciji skeletnog mišića. To će biti skup mišićnih vlakana inerviranih procesima motoneurona. Rad mišićnog tkiva, bez obzira na prirodu djelovanja, osigurat će se vlaknima uključenim u jednu motornu jedinicu. To jest, kada se motorni neuron uzbuđuje, mehanizam mišićnih kontrakcija se pokreće unutar istog kompleksa s inerviranim procesima. Takva podjela na motorne neurone omogućuje namjensko korištenje specifičnih mišića, bez nepotrebno uzbudljivih susjednih motoričkih jedinica. Zapravo, čitava mišićna skupina jednog organizma podijeljena je na segmente motoneurona, koji se mogu ujediniti u radu na kontrakciji ili opuštanju, a mogu djelovati različito ili naizmjenično. Glavno je da su oni neovisni jedan o drugome i da rade samo sa signalima svoje grupe vlakana.

Molekularni mehanizmi mišićnog rada

U skladu s molekularnom koncepcijom kliznih niti, rad mišićne skupine, a posebno njegovo smanjenje, ostvaruje se tijekom kliznog djelovanja miozina i aktina. Realizira se složeni mehanizam interakcije tih niti, u kojem se može razlikovati nekoliko procesa:

• Središnji dio miozinskog filamenta povezan je sa snopovima aktina.
• Postignuti kontakt aktina s miozinom potiče konformacijsko kretanje molekula potonjeg. Glave ulaze u fazu aktivnosti i razvijaju se. Na taj način, molekularni mehanizmi kontrakcije mišića izvode se na pozadini restrukturiranja niti aktivnih elemenata u odnosu jedan prema drugome.
• Zatim dolazi do međusobnog neslaganja između miozina i aktina, nakon čega slijedi obnova glave.

Cijeli se ciklus izvodi nekoliko puta, zbog čega su spomenuti lanci izmješteni, a Z-segmenti sarcomeresa se skupe i skupe.

Fiziološka svojstva rada mišića

Među glavnim fiziološkim svojstvima mišićnog rada javlja se kontraktilnost i podražljivost. Te su osobine, pak, uzrokovane vodljivošću vlakana, plastičnosti i svojstvom automatike. S obzirom na provodljivost, ona osigurava širenje procesa ekscitabilnosti između miocita na neksusu - to su posebni električki vodljivi krugovi odgovorni za provođenje impulsa kontrakcije mišića. Međutim, nakon stezanja ili opuštanja, vrši se i rad vlakana.

Plastičnost je odgovorna za njihovo mirno stanje u određenom obliku, što određuje održavanje stalnog tona u kojem se trenutno nalazi mehanizam kontrakcije mišića. Fiziologija plastičnosti može se manifestirati iu obliku očuvanja skraćenog stanja vlakana, tako iu obliku istezanja. Zanimljivo je i automatizacija imovine. Određuje sposobnost mišića da uđu u radnu fazu bez spajanja živčanog sustava. To jest, miociti neovisno proizvode ritmički ponavljajuće impulse za određena djelovanja vlakana.

Biokemijski mehanizmi mišićnog rada

Cijela skupina kemijskih elemenata uključena je u rad mišića, uključujući kalcij i kontraktilne proteine ​​kao što su troponin i tropomiozin. Na temelju ove opskrbe energijom, izvode se gore opisani fiziološki procesi. Izvor tih elemenata je adenozin trifosfat kiselina (ATP), i njegova hidroliza. Istodobno, zaliha ATP-a u mišiću može osigurati kontrakciju mišića samo za djelić sekunde. Unatoč tome, vlakna mogu reagirati na živčane impulse u kontinuiranom načinu rada.

Činjenica je da su biokemijski mehanizmi mišićne kontrakcije i opuštanja s ATP podrškom povezani s razvojem rezerve makroega u obliku kreatin fosfata. Obujam ove rezerve je nekoliko puta veći od zaliha ATP-a i istodobno doprinosi njegovoj proizvodnji. Osim ATP-a, glikogen može djelovati i kao izvor energije za mišiće. Usput, mišićna vlakna čine oko 75% ukupne količine ove tvari u tijelu.

Konjugacija pobudnih i kontraktilnih procesa

U mirovanju vlakna vlakana međusobno ne djeluju klizanjem, jer su centri ligamenata zatvoreni molekulama tropomiozina. Uzbuda se može dogoditi tek nakon elektromehaničkog povezivanja. Ovaj proces je također podijeljen u nekoliko faza:

• Kada se na membrani miofibrila aktivira neuromuskularna sinapsa, formira se takozvani postsinaptički potencijal koji akumulira energiju za djelovanje.
• Stimulirajući impuls zbog sustava cijevi divergira se duž membrane i aktivira retikulum. Ovaj proces u konačnici doprinosi uklanjanju barijera iz membranskih kanala, duž kojih se oslobađaju ioni vezani za troponin.
• Protein troponina, pak, otvara središta aktin ligamenata, nakon čega mehanizam kontrakcija mišića postaje moguć, ali za početak će također zahtijevati odgovarajući impuls.
• Korištenje otvorenih centara započet će u trenutku kada se spoje glave miozina prema gore opisanom modelu.

Cjelokupni ciklus tih operacija odvija se u prosjeku unutar 15 ms. Razdoblje od početne točke pobude vlakana do potpune redukcije naziva se latentna.

Proces opuštanja skeletnih mišića

Kada se mišići opuste, odvija se obrnuti prijenos Ca ++ iona s povezanim retikulumom i kalcijevim kanalima. U procesu oslobađanja iona iz citoplazme smanjuje se broj centara ligamenta, što rezultira odvajanjem aktinih i miozinskih filamenata. Drugim riječima, mehanizmi mišićne kontrakcije i opuštanja povezuju iste funkcionalne elemente, ali djeluju s njima na različite načine. Nakon opuštanja može se pojaviti proces kontrakture, tijekom kojeg se promatra stalna kontrakcija mišićnih vlakana. Ovo stanje može trajati do sljedećeg djelovanja iritirajućeg impulsa. Tu je i kontraktura kratkog djelovanja, za što su potrebne tetaničke kontrakcije u uvjetima akumulacije iona s velikim volumenima.

Smanjenje faze

Kada je muskulatura potaknuta nadražujućim impulsom supergranične snage, javlja se jedna kontrakcija u kojoj se mogu razlikovati 3 faze:

• Već spomenuto razdoblje redukcije je latentnog tipa, tijekom kojeg vlakna akumuliraju energiju za obavljanje naknadnih akcija. U to vrijeme odvijaju se elektromehanički procesi spajanja i otvaraju se centri ligamenta. U ovoj fazi priprema se mehanizam kontrakcije mišićnog vlakna, koji se aktivira nakon širenja odgovarajućeg impulsa.
• Faza skraćivanja traje u prosjeku 50 ms.
• Faza relaksacije također traje približno 50 ms.

Načini smanjenja mišića

Rad s jednom kontrakcijom smatra se primjerom "čiste" mehanike mišićnih vlakana. Međutim, u prirodnim uvjetima takav rad nije učinjen, jer su vlakna u stalnom odgovoru na signale motornih živaca. Druga stvar je da se, ovisno o prirodi ovog odgovora, može raditi u sljedećim načinima:

• Skraćenice se javljaju na nižoj frekvenciji pulsa. Ako se električni impuls širi nakon završetka relaksacije, slijedi niz pojedinačnih činova kontrakcije.
• Visoka frekvencija impulsnih signala može se podudarati s fazom opuštanja prethodnog ciklusa. U ovom slučaju, amplituda u kojoj je radio mehanizam kontrakcije mišića bio bi zbrojen, što bi omogućilo dugoročnu kontrakciju s nepotpunim djelovanjem relaksacije.
• U uvjetima povećanja učestalosti impulsa, novi signali će djelovati u razdobljima skraćivanja, što će izazvati produženu kontrakciju koja neće biti prekinuta opuštanjem.

Optimalna i maksimalna frekvencija

Amplitude kontrakcija određuju se učestalošću impulsa koji iritiraju mišićna vlakna. U ovom sustavu interakcije signala i odgovora može se razlikovati optimum i frekvencija frekvencije. Prva je frekvencija, koja će se u trenutku djelovanja nadovezati na fazu povećane razdražljivosti. U ovom načinu može se aktivirati mehanizam mišićne kontrakcije velike amplitude. S druge strane, pessimum određuje višu frekvenciju, čiji puls pada na fazu vatrostalnosti. Prema tome, u ovom slučaju amplituda se smanjuje.

Vrste rada skeletnih mišića

Mišićna vlakna mogu raditi dinamički, statički i dinamički inferiorno. Prevladava standardni dinamički rad - tj. Mišić u trenutku kontrakcije pomiče predmete ili njegove sastavne dijelove u prostoru. Statički učinak mišića na neki se način oslobađa stresa, jer u tom slučaju nije predviđena nikakva promjena u njegovom stanju. Dinamički inferiorni mehanizam kontrakcije skeletnih mišića aktivira se kada vlakna djeluju pod napetošću. Potreba za paralelnim istezanjem također može biti posljedica činjenice da rad vlakana podrazumijeva izvođenje operacija s vanjskim tijelima.

U zaključku

Procesi organiziranja mišićnog djelovanja povezuju različite funkcionalne elemente i sustave. Rad uključuje složeni skup sudionika, od kojih svaki obavlja svoj zadatak. Može se vidjeti da u procesu aktiviranja mehanizma mišićne kontrakcije djeluju i indirektni funkcionalni blokovi. Primjerice, to se odnosi na procese generiranja energetskog potencijala za obavljanje posla ili sustava blokiranja centara ligamenata kroz koje se javlja veza miozina i aktina.

Glavno opterećenje pada izravno na vlakna koja obavljaju određene radnje na naredbama motornih jedinica. Štoviše, priroda izvedbe određenog djela može biti različita. Na njega će utjecati parametri vođenog impulsa, kao i trenutno stanje mišića.