Механизм мышечного сокращения.

Сокращение - это изменение механического состояния миофибриллярного аппарата мышечных волокон под влиянием нервных ампульсов. Внешне сокращение проявляется в изменении длины мышцы или степени ее напряжения, или одновременно и того и другого.

Выделяют несколько последовательных этапов запуска и осуществления мышечного сокращения:
1. Потенциал действия распространяется вдоль двигательного нервного волокна до его окончаний на мышечных волокнах.
2. Каждое нервное окончание секретирует небольшое количество нейромедиатора ацетилхолина.
3. Ацетилхолин действует на ограниченную область мембраны мышечного волокна, открывая многочисленные управляемые ацетилхолином каналы, проходящие сквозь белковые молекулы, встроенные в мембрану.
4. Открытие управляемых ацетилхолином каналов позволяет большому количеству ионов натрия диффундировать внутрь мышечного волокна, что ведет к возникновению на мембране потенциала действия.
5. Потенциал действия проводится вдоль мембраны мышечного волокна так же, как и по мембране нервного волокна.
6. Потенциал действия деполяризует мышечную мембрану, и большая часть возникающего при этом электричества течет через центр мышечного волокна. Это ведет к выделению из саркоплазматического ретикулума большого количества ионов кальция, которые в нем хранятся.
7. Ионы кальция инициируют силы сцепления между актиновыми и миозиновыми нитями, вызывающие скольжение их относительно друг друга, что и составляет основу процесса сокращения мыщц.
8. Спустя долю секунды с помощью кальциевого насоса в мембране саркоплазматического ретикулума ионы кальция закачиваются обратно и сохраняются в ретикулуме до прихода нового потенциала действия. Удаление ионов кальция от миофибрилл ведет к прекращению мышечного сокращения.

Согласно принятой "теории скольжения" в основе сокращения лежит взаимодействие между акти- новыми и миозиновымй нитями миофибрилл вследствие образования поперечных мостиков между ними. В результате происходит "втягивание" тонких актиновых миофиламентов между миозиновыми. Во время скольжения сами актиновые и миозиновые нити не укорачиваются. (Рис. №1 и №2)


В основе молекулярного механизма сокращения лежит процесс так называемого электромеханического сопряжения, причем ключевую роль в процессе взаимодействия миозиновых и актиновых миофиламентов играют ионы Са++, содержащиеся в саркоплазматическом ретикулуме.

Распространение потенциала действия вдоль мышечного волокна приводит к выделению из саркоплазматического ретикулума большого количества ионов кальция, которые быстро окружают миофибриллы. В свою очередь, ионы кальция активируют силы взаимодействия между нитями актина и миозина, в результате начинается сокращение.

Энергия для процесса сокращения образуется в результате гидролиза АТФ (аденозинтрифосфорной кислоты). Ее источником являются высокоэнергетические связи молекулы АТФ, которая разрушается до АДФ с высвобождением энергии. Причём энергия АТФ затрачивается как на образование поперечных мостиков между актином и миозином, так и на разрушение их.

Также энергия АТФ необходима для запуска механизма, обеспечивающего возвращение Са++ в цистерны ретикулума. Такой механизм называется "кальциевым насосом". Если "кальциевый насос", в силу различных причин, не успевает вовремя эвакуировать ионы кальция, то мышца (или участок мышцы) не может расслабиться и возникают судороги или тетанус. А это приводит к образованию контрактур и триггерных точек.

Кроме того, надо помнить, что процесс сокращения саркомера (мышцы) - процесс односторонний. Актиновые и миозиновые нити могут двигаться только навстречу друг другу. Для растяжения саркомера (и всей мышцы) надо приложить силу извне.

Поэтому возвращение мышцы в исходное состояние после сокращения возможно только под внешним воздействием. Это может быть действие силы тяжести, сокращение мышцы-антагониста или воздействие упругости окружающих тканей.

Именно поэтому для успешного лечения болевых синдромов мы будем изучать упражнения для растяжения заинтересованных мышц.



Хотите избавиться от боли
в спине, мышцах и суставах?

Посмотрите шесть бесплатных видеоуроков
и Вы узнаете как это сделать самостоятельно.

Начните избавляться от боли прямо сейчас!