Биофизика мышечного сокращения
Дипломная работа - Биология
Другие дипломы по предмету Биология
Вµ - при редких спонтанных потенциалах действия - приложенное раздражение усиливает тонус; при высоком же тонусе в ответ на раздражение возникает расслабление, так как чрезмерное учащение импульсации приводит к тому, что каждый следующий импульс попадает в рефрактерную фазу от предыдущего.
Раздражители гладких мышц
Одним из важных физиологически адекватных раздражителей гладких мышц является их быстрое и сильное растяжение. Последнее вызывает деполяризацию мембраны мышечного волокна и возникновение распространяющегося потенциала действия. В результате мышца сокращается. Это свойство гладких мышц реагировать на их растяжение активным сокращением имеет большое значение для осуществления нормальной физиологической деятельности многих гладкомышечных органов, в частности кишечника, мочеточников и других полых органов.
Характерной особенностью гладких мышц является их высокая чувствительность к некоторым химическим раздражителям, в частности к ацетилхолнну, выделяющемуся в нервных окончаниях парасимпатических нервных волокон, к норадреналину, продуцируемому мозговым веществом надпочечников и окончаниями симпатических нервных волокон, и к ряду других веществ (гистамин, серотонин).
Эффект, который вызывают эти агенты в различных гладких мышцах, неодинаков. Так, для гладких мышц желудочно-кишечного тракта ацетил-холин является возбуждающим агентом, а адреналин тормозящим. В отличие от этого сокращение мышц стенок кровеносных сосудов вызывается адреналином, а ацетилхолин обусловливает их расслабление. Эти различия связаны с тем, что указанные агенты по-разному изменяют ионную проницаемость и соответственно мембранный потенциал различных гладкомышечных клеток.
В тех случаях, когда раздражающий агент вызывает деполяризацию мембраны, возникает возбуждение; напротив, гиперполяризация мембраны под влиянием химического, агента приводит к торможению активности, и, следовательно, к расслаблению гладкой мышцы.
Гладкие мышцы иннервируются парасимпатическими и симпатическими нервами, которые, как правило, оказывают противоположное влияние на мышечные волокна.
VIII. Вывод
Таким образом, можно сделать вывод, что мышца обладает способностью трансформировать кишечную энергию в механическую, производя при этом работу. Эта работа затрачивается на выполнение произвольных движений, а также на моторику внутренних органов. По своим свойствам мышцы отличаются от обычных твердых тел и относятся к эластомерам - материала типа каучука.
Сократительная система мышц состоит из сократительных и эластических элементов.
Химическая энергия мышцы превращается в механическую энергию сокращения без промежуточного превращения в тепло. Во время сокращения энергия затрачивается не только на работу, совершаемую мышцей, но и на выделения тепла. При работе теплопродукция мышц значительно увеличивается и находится в прямой зависимости от скорости сокращения мышц - при медленном сокращении в единицу времени тепла выделяется меньше, чем при быстром. Работа, производимая мышцей за единицу времени, т.е. мощность будет равна произведению напряжения на скорость сокращения:
Мощность мышцы зависит от нагрузки и скорости сокращения мышцы.
Каждое мышечное волокно представляет собой симпатическую многоядерную структуру. Мышечное волокно содержит миофибриллы, которые состоят из протофибрил. Одни нити образованы молекулами белка миозина, а другие молекулами белка актина.
В мышце миозин и актин способны образовывать комплексное соединение - актомиозин.
АТФ, образующаяся в процессах окисления и фосфорирования, является источником мышечного сокращения. В мышечном сокращении АТФ играет двойную роль: способствует диссоциации актомиозина на актин и миозин и одновременно под влиянием аденозитрифосфатазных свойств миозина сама расщепляется, освобождая энергию. Мышечное сокращение возникает в результате возбуждающего действия нервного импульса, проходящего в нервные окончания мионевральных синапсов.
В настоящее время более широкое распространение получила теория скользящих нитей. Эта теория, разработанная Л.Хаксли, Дж.Хансон и М.Хакси, она заключается в том, что при мышечном сокращении тонкие актиновые нити продвигаются и скользят между толстыми миозиновыми нитями к центру саркомера.
Таким образом, сокращение мышц является процессом, иллюстрирующим сопряжения функции (энергетических процессов) и структуру (механизмов, участвующих в сокращении) живой клетки.
Список литературы
. Биофизика: Учеб. для вузов. / Под ред. П.К.Костюка - Киев: Выщэ. школэ 2008. - 504 с.
. Пирузян Л.А., Ландау М.А. Вопросы медицинской биофизики. 2009.
. Ремизов А.Н. Медицинская и биологическая физика: Учеб. для мед. вузов. 1987 - 638 с.
. Биофизика: Учеб. для студ. мед.ин-ов / Ю.А.Владимиров и др. - М.: Медицина, 2008. - 272 с.
. Волькенштейн М.В. Физика и биология. - М.: Наука, 2005. - 152 с.
. Губанов Н.И., Утепбергеров А.А. Мед. физика : Учеб. для мед.ин-ов. - М.: Медицина, 1978. - 335 с.
. Беликова З.П. и Павлова Р.С. Учебное пособие по мед. биофизике (Избр. главы). М.: Медицина, 1969.
. Биофизические методы исследования: Пер. с англ. (Под ред. Ф.Юбера - М.:1956 - 404 с.
. Ефимов В.В. Биофизика для врачей. М., МедГиз, 1952 - 342 с.
. Е.Б.Бабский, А.А.Зубков., Г.И.Косицкий, Б.И.Ходоров. Физиология человека. 2008.
. Физиология человека. Под ред. Г.И.Косицкого. М., 2007.
. Основы физиологии человека (в 2-