형성, 과학

근육 수축의 메커니즘. 기능과 골격근의 특성

근육 수축 - 단계의 숫자로 구성된 복잡한 과정이다. 여기서의 주성분은 미오신, 액틴, 트로포 닌, 트로포 미오신 및 액토 마이 오신, 칼슘 이온 및 근육의 에너지를 제공하는 화합물이다. 종류와 근육 수축의 메커니즘을 고려한다. 우리가있는 그들이 순환 과정을 위해 만든 및 단계시 필요한 공부합시다.

근육

근육은 근육 수축의 동일한 메커니즘을 그룹으로 결합된다. 같은 맥락으로 그들은 3 가지로 구분된다 :

몸의 가로 무늬 근육;
심방과 심장의 심실의 가로 무늬 근육;
평활근 장기, 혈관과 피부.

가로 무늬 근육은 그들뿐만 아니라,이 힘줄, 인대, 뼈 포함되어 있기 때문에, 그것의 일부가되는, 근골격계의 일부입니다. 근육 수축의 메커니즘을 구현할 때, 다음과 같은 작업 및 기능을 수행합니다 :

신체 움직임;
바디 부분은 서로에 대해 이동한다;
본체는 공간에지지되고
열이 생성된다;
피질 근육 수용 심성 필드에 의해 활성화한다.

의 평활근은 다음과 같습니다

포함 내부 장기의 모터 장치 기관지 목, 폐, 소화 관;
림프 및 순환 시스템;
시스템 비뇨 기관.

생리 학적 특성

인체의 모든 척추 동물과 마찬가지로 골격근 섬유의 가장 중요한 세 가지 특성이있다 :

수축 - 줄이고 흥분 할 때 전압을 변경;
전도성 - 섬유 걸쳐 운동 능력;
흥분성 - 막 전위 및 이온 투과성을 변경함으로써 자극에 응답.

근육이 흥분에 의해 감소하기 시작 신경 자극 센터에서 오는. 그러나 인공 조건에서 사용하는 전기 자극을. 근육이 후 염증 직접 (직접 자극) 나 분포하는 신경 근육 (간접 자극)를 통해 할 수있다.

상처의 종류

근육 수축의 메커니즘은 기계 작업으로 화학 에너지의 변환을 의미한다. 그녀의 종아리 근육의 부하 낮은 무게를, 다음 electroimpulses 빛을 자극 :이 과정은 개구리와 함께 실험적으로 측정 할 수 있습니다. 근육이 짧아지고있는 감소는, 등장을했다. 단축 아이소 메트릭 수축을 발생합니다. 힘줄은 개발 허용하지 않는 근력 단축을. 근육이 최소한의 방법을 단축하고, 전력이 최대에 도달 할 때 근육 수축의 또 다른 auksotonichesky 메커니즘은 강렬한 스트레스의 조건을 포함한다.

구조와 골격 근육의 신경 분포

선 형상 골격근은 결합 조직의 섬유를 포함하고, 다양한 힘줄 고정. 중앙 힘줄 tyazhu와 우상 유형에 부착되고, 일부 근섬유에서 장축에 평행하게 배치되고, 다른 그들은 비스듬한 도면이다.

섬유의 주요 특징은 미세 스레드의 근 형질 질량 - 근원 섬유. 단면 - 인접하는 선 형상 섬유 세척하는 동안 그들은 서로 번갈아 밝은 영역과 어두운 영역이다. 이것은 근육 섬유의 주위에 크로스 밴딩 발생합니다.

근절은 복잡한 어두운 두 광 디스크이며, Z 자형 라인을 구분. 근섬유 분절 - 근육의 수축 장치. 그것은 수축성 근육 섬유로 구성되어 있음을 밝혀 :

수축 장치 (근원 섬유 시스템);
미토콘드리아 골지 복합체 약한 장치와 영양 소포체 ;
멤브레인 장치;
기준 장치;
긴장 장치.

근육 섬유들은 구조와 기능을 5 개 부분으로 분할하고, 근조직의 필수적인 부분이다.

신경 분포

에 의해 실현 가로 무늬 근육 섬유의이 과정은 신경 섬유, 척수와 뇌간의 운동 신경, 즉 축삭. 한 motoneuron 여러 근육 섬유를 신경을 분포시키다. motoneuron 및 신경 지배 근육 섬유라는 neuromotor (HME) 또는 모터 유닛 (MU) 복잡한. 하는 motoneuron을 innervates 드 근육 특징 섬유의 평균 수는, 상호 신경 분포 밀도를했다. 후자는 근육, 작은 움직임과 "씬"(눈, 손가락, 혀)에서 가장 큰 것입니다. 그 값이 "거친"운동 (예를 들면, 상체)와 근육, 반대로 작아진다.

신경 분포는 단일 및 다중 될 수 있습니다. 첫 번째 경우는 소형 모터 엔딩을 실현된다. 보통은 대형 모터 뉴런 일반적입니다. 이들에 적용되는 PD (활동 전위)를 생성 (이 경우, 물리 또는 빠른 호출) 근육 섬유.

여러 신경 분포는 외부 눈 근육, 예를 들어, 발생합니다. 이 활동 전위는 막의 어떠한 사람 electroexcitability 나트륨 채널을 발생하지 않는 것은 아니다. 그들은 시냅스 엔딩의 섬유 탈분극을 통해 배포됩니다. 이것은 근육 수축의 메커니즘을 활성화하기 위해 필요하다. 여기 프로세스는 첫 번째 경우에서와 같이 빠른 아니다. 따라서, 느린라고합니다.

근원 섬유의 구조

근육 섬유의 연구는 X 선 회절, 전자 현미경, 조직 화학적 방법에 근거하여 오늘을 실시했다.

각각의 근원 섬유에서, 직경은 어느 1 개 미크론이고 약 2,500 protofibrils, 즉 긴 중합 분자 단백질 (액틴과 미오신)를 포함하는 것으로 계산된다. 액틴 protofibrils 두 번 얇은 미오신. 액틴 필라멘트 팁은 마이 오신 protofibrils 사이의 공간에 침투되도록 나머지에서, 이러한 근육이 있습니다.

디스크 A의 빛의 좁은 스트립은 액틴 필라멘트에서 무료입니다. 멤브레인 Z는 그들을 함께 보유하고 있습니다.

미오신의 필라멘트는 약 150 미오신 분자 인 헤드 20 nm의 최대 횡 돌출부를 갖는다. 그들은 biopolyarno 출발, 각각의 헤드 myosinic은 액틴 필라멘트에 연결합니다. 액틴 센터의 마이 오신의 필라멘트에 스트레스가있을 때, 액틴 필라멘트는 근절의 중심에 가깝습니다. 미오신 필라멘트의 끝에서 그들은 완전히 근절을 다음 라인 (Z)에 도달하고, 굴지 그들 중입니다. 동시에 나는 길이가 감소 드라이브, 그리고 결국은 함께 라인 Z가 두꺼워 것과 완전히 사라집니다.

따라서 때문에 근육 섬유의 길이 감소로 얀 이동의 이론에 따라. "기어"라는 이론은, 20 세기의 한가운데에 헉슬리와 핸슨에 의해 개발되었다.

근육 섬유의 수축 메커니즘

주요 이론은 더 필라멘트 (미오신과 액틴)이 단축되지 것입니다. 그들의 길이는 변경되지 않고 근육 긴장 남아있다. 그러나 얇은 필라멘트 번들, 두꺼운 필라멘트 사이에서 이동 미끄러지 오버랩의 정도를 감소 때문에 감소가있다.

액틴 필라멘트를 밀어 다음과 같이 근육 수축의 분자 메커니즘입니다. 마이 오신 헤드는 액틴과 protofibrils 연결. 그들의 경사와 근절의 중심 액틴 필라멘트 이동이 슬라이딩된다. 인해 상이한 방향 액틴 필라멘트 슬라이딩 필라멘트, 조건 양쪽 미오신 분자 바이폴라 조직.

근육 이완 미오신 헤드는 액틴 필라멘트에서 멀리 이동합니다. 훨씬 적은 저항하기 쉬운 슬립 편안한 근육 긴장으로. 따라서, 그들은 수동적으로 연장된다.

감소 단계

근육 수축의 메커니즘은 간단하게 다음 단계로 나눌 수 있습니다 :

활동 전위는 시냅스의 운동 뉴런으로부터 공급 될 때 근섬유가 자극된다.
활동 전위는 근육 섬유의 막에서 발생하고 근원 섬유로 확산된다.
기계적 슬라이딩 PD 전기적으로의 전환을 나타내는 뛰어난 전기 쌍. 이 반드시 칼슘 이온을 포함한다.

칼슘 이온

칼슘 이온의 섬유 활성화 과정의 더 나은 이해를 위해 액틴 필라멘트의 구조를 고려하는 것이 편리하다. 이 길이는 약 1 미크론 두께 - 5 내지 7 nm 인. 이 액틴 단량체를 닮은 트위스트 스레드, 한 쌍이다. 약 40 nm의 여기마다 구면 트로포 닌 분자와 체인 사이 - tropomiozinovye.

칼슘 이온이없는 경우, 즉 근원 섬유는 긴 tropomiozinovye 분자는 액틴 사슬과 마이 오신 다리의 첨부 파일을 차단 휴식을 취하실 수 있습니다. 활성화 된 칼슘 이온이 tropomiozinovye 때 분자는 더 깊고 개방 영역을 가라.

그런 다음 마이 오신 다리는 액틴 필라멘트와 ATP 분할에 부착 근력을 개발하고 있습니다. 이는 칼슘 트로포 닌의 영향으로 가능하다. 이 분자 내에 후자하여 트로포 미오신을 밀어 변형된다.

근육이 이완 될 때, 습윤 중량 1g의 칼슘 이상 1 밀리몰을 포함한다. 칼슘 염은 절연 및 특수 저장 시설이다. 그렇지 않으면, 근육은 항상 거절 것이다.

다음과 같이 칼슘이 침착. 섬유 내의 조리개 근육 세포의 다른 영역에서, 셀 외부의 환경과의 연결가되는 튜브이다. 이것은 횡 세관 시스템이다. 소체 (단자) 탱크 횡 진동판 시스템에 근접하게 배치된다 - 시스템은의 길이 방향 단부에 수직이다. 함께 화음을 얻을. 그것은 칼슘을 저장 유리 병에 있었다.

PD 때문에 셀에 분산하고, 전기 기계 결합되어있다. 여기에는 섬유 길이 시스템 출시 칼슘에 통과 침투. 따라서 감속기구는 근육 섬유를 행한다.

ATP 3 개 공정

칼슘의 존재에 두 가닥의 상호 작용에서 ATP에 대한 상당한 역할을 이온. 골격근의 근육 수축의 메커니즘을 구현할 때, ATP의 에너지가 사용됩니다 :

나트륨 이온 농도를 일정하게 유지 칼륨 펌프의 동작;
멤브레인의 다른 측면에 이들 물질;
근원 섬유 단축 필라멘트 슬라이딩;
긴장을 행동 작업 칼슘 펌프.

ATP는 세포막, 미오신 및 근질 소포체 막의 필라멘트이다. 효소 분해 및 미오신의 배치.

ATP의 소비

미오신 헤드가 액틴과 상호 작용 ATP 분열에 대한 요소를 포함하는 것으로 알려져있다. 마그네슘 이온의 존재하에 최종 활성화 액틴과 미오신. 따라서 액틴 미오신 헤드에 부착 할 때 절단이 일어나는 효소. 크로스 다리가 클수록, 분할 속도가 더 높을 것이다.

ATP 메커니즘

AFL 분자의 이동 종료 후 액틴과 미오신에 관련된 반응의 분리에 필요한 에너지를 제공한다. 미오신 헤드 분리는, ATP와 ADP 인산염하도록 절단된다. 새로운 끝은 ATP 분자를 연결하고주기가 다시 시작됩니다. 이러한 분자 수준에서 근육의 수축과 이완의 메커니즘이다.

교차 다리의 활성 만만큼 ATP 가수 분해가 발생으로 지속될 것이다. 당신은 차단하면 효소의 다리를 다시 부착되지 않습니다.

세포에서 ATP의 유기체 수준의 죽음의 발병으로 떨어지고 다리가 안정적으로 액틴 필라멘트에 고정 된 상태로 유지됩니다. 그래서 사후 강직의 단계가있다.

ATP의 재 합성

재 합성은 두 가지 방법으로 구현 될 수있다.

ADP에 크레아틴 포스페이트에서 인산기의 전송에 의한 효소. 셀에 크레아틴의 주식 때문에 더 많은 ATP를 재 합성은 매우 신속하게 구현했습니다. 동시에, 피루브산 및 락트산 재 합성의 산화 속도가 느린 것이다.

재 합성이 깨진 독 경우 ATP와 CP가 완전히 사라질 수 있습니다. 그리고 칼슘 펌프 정지 작업, 근육의 결과로 돌이킬 수 감소 (즉 구축 와서). 따라서, 근육 수축의 메커니즘을 파괴.

생리 과정

요약하면, 우리는 근육 섬유의 감소가 근원 섬유의 근섬유 분절 각각 단축되어 있습니다. 이완 된 상태에서 미오신 (두께) 및 액틴 (박막)의 양단의 필라멘트. 그러나 그들은 근육 수축의 메커니즘을 구현 할 때 서로를 향해 이동 슬라이딩 시작합니다. 생리학 (짧게)의 영향을 미오신은 ADP를 ATP로 변환하는 데 필요한 에너지를 방출하는 과정을 설명합니다. 칼슘 이온의 충분한 내용이 근질 세망에 축적 할 때 따라서 미오신 활동은 실현 될 것입니다.