Презентація " Організм людини очима біофізика. Урок 7 "Біофізика и'язових скорочень"

Організм людини очима біофізика. Урок 6. Біофізика м’язового скорочення10 клас, факультативний курс

Типи м'язової тканини. У хребетних розрізняють два основні типи м'язової тканини: гладеньку, у якій скоротливі волокна розташовані хаотично, а під час скорочення утворюють об'ємну сітку, та посмуговану, у якій вони розташовані упорядковано, утворюючи паралельні пучки. Посмугована тканина у свою чергу поділяється на два підтипи: скелетний і серцевий. Структурними одиницями скелетної посмугованої тканини є не звичайні клітини, а багатоядерні м'язові волокна, утворені в результаті злиття багатьох клітин.

Типовий м'яз складається з трьох основних частин: голівки, черевця і хвоста. Черевце є зосередженням м'язових клітин, скорочення яких забезпечує корисну роботу: руховий акт. Голівка і хвіст — це кінцеві ділянки, що з'єднують м'яз із тими частинами тіла, рух яких він забезпечує. Голівка прикріплена до того органа, який під час скорочення м'яза залишається нерухомим, а хвіст — до того, що рухається. У хордових і голівка, і хвіст найчастіше прикріплені до двох різних кісток (двоголовий м'яз плеча, литковий м'яз), однак відомі випадки, коли м'язи прикріплюються до шкіри (мімічні м'язи, сфінктери), хрящів (м'язи гортані), інших м'яких тканин (ціліарний м'яз ока).

Структура міоцитів і саркомерів. Як і будь-яка клітина, м'язове волокно містить цитоплазматичну мембрану, або сарколему, і цитоплазму, або саркоплазму. У цитоплазмі присутні численні мітохондрії (вони забезпечують клітину енергією) та ендоплазматичний, або саркоплазматичний, ретикулюм (він накопичує йони Кальцію, необхідні для скорочення). Окрім цього, у цитоплазмі присутні Т-трубочки — впинання цитоплазматичної мембрани, відповідальні за поширення нервового збудження. Центральну частину волокна займають міофібрили — довгі посмуговані пучки, які складаються з численних міофіламентів — окремих ниткоподібних молекул актину і міозину. Міофіламенти кожного типу зібрані в короткі пучки, що розташовані в ряд, один за одним. Філаменти кожного міозинового пучка заходять у проміжки між філаментами двох сусідніх актинових пучків. Ділянка міофібрили, що охоплює один міозиновий пучок і суміжні з ними половинки двох сусідніх актинових пучків, називається саркомером

Механізм м'язового скорочення. Кожен міозиновий філамент має дві голівки. Розщепивши молекулу АТФ, голівка зв'язується з актиновим філаментом і штовхає його в бік центру саркомера. Узгоджена робота багатьох міозинових філаментів призводить до посилення взаємопроникнення актинових і міозинових пучків і, відповідно, до скорочення саркомера, м'язового волокна і всього м'яза. Процес м'язового скорочення регулюється йонами Кальцію, які, вивільнившись із саркоплазматичного ретикулюму, зв'язуються з молекулами білка тропоніну. Цей білок змінює розташування волокон тропоміозину, які закривають активні центри молекул актину. Це дозволяє голівкам молекул міозину приєднатися до актинового філаменту.