në shtëpi → Treadmill Biokimia e muskujve dhe tkurrja e muskujve. Mekanizmi i tkurrjes së muskujve Baza biokimike e mekanizmave të tkurrjes dhe relaksimit të muskujve

Biokimia e muskujve dhe tkurrja e muskujve. Mekanizmi i tkurrjes së muskujve Baza biokimike e mekanizmave të tkurrjes dhe relaksimit të muskujve

Faktorët që kontribuojnë në tkurrjen e muskujve:

Afiniteti i kompleksit miozinë-ATP për aktinën është shumë i ulët;

Afiniteti i kompleksit miozinë-ADP për aktinën është shumë i lartë;

aktina përshpejton shkëputjen e ADP dhe fosforit nga miozina, e cila shoqërohet me një rirregullim konformativ (rrotullimi i kokës së miozinës).

Fazat e tkurrjes së muskujve:

Fiksimi i ATP në kokën e miozinës;

Hidroliza e ATP. Produktet e hidrolizës (ADP dhe P) mbeten të fiksuara dhe energjia e çliruar grumbullohet në kokë. Muskuli është gati të kontraktohet;

Formimi i një kompleksi të fortë "aktin-miozinë", i cili shkatërrohet vetëm me thithjen e një molekule të re ATP;

Ndryshimet konformative në molekulën e miozinës, duke rezultuar në rrotullimin e kokës së miozinës. Lëshimi i produkteve të reaksionit (ADP dhe P) nga qendra aktive e kokës së miozinës.

Proteinat - rregullatorët e tkurrjes së muskujve:

1) tropomyosina është një proteinë fibrilare, ka formën e një spirale a. Në një filament të hollë, ka 7 molekula G-aktinë për 1 molekulë tropomyosine. E vendosur në brazdë midis 2 helikave të G-aktinës. Është i lidhur skaj më skaj, zinxhiri është i vazhdueshëm. Molekula e tropomyosin mbulon vendet aktive të lidhjes së aktinës në sipërfaqen e globulave të aktinës;

2) troponina është një proteinë globulare e përbërë nga 3 nënnjësi: troponina "T", troponina "C" dhe troponina "I". E vendosur në tropomyosin në intervale të barabarta, gjatësia e së cilës është e barabartë me gjatësinë e molekulës së tropomyosin. Troponina T (TnT) - është përgjegjëse për lidhjen e troponinës me tropomiozinën; përmes troponinës "T", ndryshimet konformacionale të troponinës transmetohen në tropomiosinë. Troponina C (TnC) është një nënnjësi lidhëse Ca2+, përmban 4 vende për lidhjen e kalciumit dhe është e ngjashme në strukturë me proteinën kalmodulin. Troponina I (TnI) - nënnjësia frenuese - nuk është një frenues i vërtetë, duke krijuar vetëm një pengesë hapësinore që ndërhyn në ndërveprimin e aktinës dhe miozinës në një kohë kur troponina "C" nuk është e lidhur me Ca2+.

Rregullimi i tkurrjes dhe relaksimit të muskujve në një qelizë të gjallë:

Tkurrja e muskujve fillon me një impuls nervor. Nën ndikimin e acetilkolinës, zhvillohet ngacmimi i membranës qelizore dhe përshkueshmëria e saj ndaj Ca2+ rritet ndjeshëm;

Ca2+ hyn në citoplazmën e qelizës muskulore (sarkoplazmë) nga depo - cisternat e retikulit citoplazmatik. Përqendrimi i Ca2+ në sarkoplazmë rritet menjëherë;

Kalciumi lidhet me troponinën C. Ndodhin ndryshime konformacionale në molekulën e troponinës, si rezultat i të cilave eliminohet pengesa hapësinore në formën e troponinës "I", pasi molekula e tropomiozinës tërhiqet anash dhe hap qendrat lidhëse të miozinës në sipërfaqen e aktinës. Tkurrja e mëtejshme e muskujve vazhdon sipas skemës.

Mekanizmi muskuloz reduktimet.
Rregullore reduktimet Dhe relaksim muskujt në një qelizë të gjallë: - muskuloz reduktim fillon me një impuls nervor.

Mekanizmi muskuloz reduktimet. Rregullore reduktimet Dhe relaksim muskujt.
Struktura e strijuar muskuloz pëlhura. Me vija të kryqëzuara muskujt përbëhet nga fije të trasha dhe të holla të alternuara.

Mekanizmi muskuloz reduktimet. Rregullore reduktimet Dhe relaksim muskujt.
- transporti i hormoneve dhe metabolitëve të tjerë; - mbrojtje nga agjentët e huaj; - rregullore temperaturën e trupit duke rishpërndarë nxehtësinë në trup.

Në kushte intensive muskuloz
Mekanizmi muskuloz reduktimet. Rregullore reduktimet Dhe relaksim muskujt.

Në kushte intensive muskuloz puna, oksigjeni nuk ka kohë të hyjë në qelizë. Në të njëjtën kohë, kalbja e qymyrit... më shumë ».
Mekanizmi muskuloz reduktimet. Rregullore reduktimet Dhe relaksim muskujt.

Në kushte intensive muskuloz puna, oksigjeni nuk ka kohë të hyjë në qelizë. Në të njëjtën kohë, kalbja e qymyrit... më shumë ».
Mekanizmi muskuloz reduktimet. Rregullore reduktimet Dhe relaksim muskujt.

Mekanizmi shkurtesat Dhe relaksim skeletore muskujt thirrur muskuloz pompë.

Aktiv reduktim muskujt në mënyrat izometrike dhe izotonike. Termat izometrikë - gjatësia muskujt fikse, pra kur muskujve është në rënie në vendet ku ajo
në gjatësinë e tij origjinale.

Mekanizmi lëvizja e detyruar e gjakut venoz në zemër duke kapërcyer forcat e gravitetit nën ndikimin e ritmit shkurtesat Dhe relaksim skeletore muskujt thirrur muskuloz pompë.

Mekanizmi lëvizja e detyruar e gjakut venoz në zemër duke kapërcyer forcat e gravitetit nën ndikimin e ritmit shkurtesat Dhe relaksim skeletore muskujt thirrur muskuloz pompë.

U gjetën faqe të ngjashme: 10

Universiteti Shtetëror Pedagogjik i Novosibirsk

Abstrakt mbi temën

"Biokimi"

"Biokimia e tkurrjes së muskujve"

Plotësuar nga: Student i vitit të 3-të të EHF

departamenti "Valeologji", gr. 1A

Litvichenko E.M.

Kontrolluar nga: Saykovich E.G.

Novosibirsk 2000

Interesi i biokimisë në proceset që ndodhin në kontraktimin e muskujve bazohet jo vetëm në sqarimin e mekanizmave të sëmundjeve të muskujve, por ajo që mund të jetë edhe më e rëndësishme është zbulimi i mekanizmit të shndërrimit të energjisë elektrike në energji mekanike, duke anashkaluar mekanizmat komplekse të tërheqjes dhe transmetimit. .

Për të kuptuar mekanizmin dhe proceset biokimike që ndodhin në kontraktimin e muskujve, është e nevojshme të shikoni strukturën e fibrës muskulore. Njësia strukturore e fibrës muskulore është Myofibrils - tufa të organizuara posaçërisht të proteinave të vendosura përgjatë qelizës. Miofibrilet, nga ana tjetër, janë ndërtuar nga dy lloje fijesh (filamentesh) proteinike - të trasha dhe të holla. Proteina kryesore e filamenteve të trasha është miozina, dhe ato të holla - aktin. Filamentet e miozinës dhe aktinës janë përbërësit kryesorë të të gjitha sistemeve kontraktuese në trup. Ekzaminimi mikroskopik elektronik tregoi një rregullim të rregulluar rreptësisht të filamenteve të miozinës dhe aktinës në miofibril. Njësia funksionale e miofibrilit është sarkomeri - seksioni i miofibrilit midis dy pllakave Z. Sarkomeri përfshin një tufë filamentesh miozine, të lidhura në mes përgjatë të ashtuquajturës pllakë M, dhe fibra të filamentit të aktinës që kalojnë ndërmjet tyre, të cilat nga ana tjetër janë ngjitur në pllakat Z.

Tkurrja ndodh duke rrëshqitur filamentet e hollë të aktinës dhe të trasha të miozinës drejt njëra-tjetrës ose duke shtyrë fijet e aktinës ndërmjet filamenteve të miozinës në drejtim të vijës M. Shkurtimi maksimal arrihet kur pllakat Z, në të cilat janë ngjitur filamentet e aktinës, i afrohen skajeve të filamenteve të miozinës. Gjatë tkurrjes, sarkomeri shkurtohet me 25-50%.

Sarkoplazma që përmban miofibrilet depërtohet midis tyre nga një rrjet cisternash dhe tubulash të rrjetës endoplazmatike, si dhe një sistem tubash tërthor që janë në kontakt të ngushtë me të, por nuk komunikojnë.

Struktura e filamenteve të miozinës.

Filamentet e miozinës formohen nga proteina miozinë, molekula e së cilës përmban dy zinxhirë polipeptidikë të rëndë identikë me një peshë molekulare rreth 200,000 dhe katër zinxhirë të lehtë (rreth 20,000). Çdo zinxhir i rëndë është në një konformacion a-spiral për pjesën më të madhe të gjatësisë së tij, dhe të dy zinxhirët e rëndë janë të përdredhur së bashku për të formuar një pjesë në formë shufre të molekulës. Dy zinxhirë të lehtë janë ngjitur në skajet e kundërta të secilit zinxhir; së bashku me formën globulare të këtyre skajeve të zinxhirit, ato formojnë "kokat" e molekulave. Skajet në formë shufre të molekulave mund të lidhen me njëri-tjetrin në mënyrë gjatësore, duke formuar tufa, me kokat e molekulave të vendosura jashtë nga tufa në një spirale. Për më tepër, në rajonin e linjës M, trarët janë të lidhur me njëri-tjetrin "bisht me bisht". Çdo filament i miozinës përmban rreth 400 molekula të miozinës.

molekulat e aktinës

molekulat e troponinës molekulat e tropomiozinës

Një proteinë tjetër e përfshirë në filamentet e aktinës, tropomyosina, ka formën e shufrave; ajo ndodhet pranë brazdave të shiritit spirale të aktinës fibrilare, përgjatë saj. Gjatësia e saj është 8 herë më e madhe se madhësia e aktinës globulare, prandaj një molekulë tropomyosine kontakton shtatë molekula të aktinës menjëherë dhe skajet janë të lidhura me njëra-tjetrën, duke formuar një zinxhir të tretë gjatësor të përdredhur spirale.

Proteina e tretë e filamentit të aktinës, troponina, përbëhet nga tre nënnjësi të ndryshme dhe ka një formë globulare. Ajo është e lidhur në mënyrë jokovalente si me aktinën ashtu edhe me tropomyosinën në mënyrë të tillë që ka një molekulë tropomyosine për molekulë troponin; përveç kësaj, një nga nën-njësitë e saj përmban Ca- qendrat lidhëse. Filamentet e hollë të aktinës janë ngjitur në fletët Z, gjithashtu struktura proteinike.

Mekanizmi i tkurrjes së muskujve.

Tkurrja e muskujve është rezultat i shkurtimit të çdo sarkomeri; shkurtimi maksimal i sarkomerit arrihet kur pllakat Z, në të cilat janë ngjitur filamentet e aktinës, afrohen me skajet e fijeve të miozinës.

Në tkurrjen e muskujve, filamentet e aktinës dhe miozinës kanë rolet e tyre: fijet e miozinës përmbajnë një qendër aktive për hidrolizën e ATP, një pajisje për shndërrimin e energjisë ATP në energji mekanike, një pajisje për ngjitjen në filamente të aktinës dhe pajisje për perceptimin e sinjaleve rregullatore nga filamentet e aktinës. Filamentet e aktinës kanë një mekanizëm ngjitjeje me filamentet e miozinës dhe mekanizmin e rregullimit të tkurrjes dhe relaksimit.

Tkurrja e muskujve nxitet nga potenciali i veprimit të fibrës nervore, e cila përmes sinapsit neuromuskular përmes ndërmjetësit shndërrohet në potencial veprimi të sarkolemës dhe tubulave të sistemit T. Degët e tubulave rrethojnë çdo miofibril dhe janë në kontakt me cisternat e retikulit sarkoplazmatik. Tanket përmbajnë përqendrime të konsiderueshme të Ca. Potenciali i veprimit që vjen përmes tubave shkakton lirimin e joneve Ca2+ nga cisternat e retikulumit sarkoplazmatik. Jonet Ca2+ ngjiten në nënnjësinë Ca-lidhëse të troponinës. Në prani të joneve Ca2+ Qendrat lidhëse të kokës së miozinës hapen në monomeret e filamenteve të aktinës, në të gjithë sistemin troponin-tropomyosin-aktinë. Si rezultat i këtyre ndryshimeve, koka e miozinës ngjitet me monomerin më të afërt të aktinës.

Kokat e miozinës kanë një afinitet të lartë për ATP, kështu që në muskuj shumica e kokave përmbajnë ATP të lidhur. Lidhja e kokës së miozinës me aktinën aktivizon qendrën e ATPazës, ATP hidrolizohet, ADP dhe fosfati largohen nga qendra aktive, gjë që çon në një ndryshim në konformimin e miozinës: lind tension shtesë, duke tentuar të zvogëlojë këndin midis kokës dhe bishtit. të molekulës së miozinës, d.m.th. anoni kokën në drejtim të vijës M. Meqenëse koka e miozinës është e lidhur me filamentin e aktinës, kur anohet drejt vijës M, ajo zhvendos filamentin e aktinës në të njëjtin drejtim.

ADP e lëshuar nga koka të shumta i nënshtrohet transformimit të mëposhtëm:

2 ADP ® ATP + AMP

Kokat e çliruara nga ATP përsëri tërheqin ATP për shkak të afinitetit të tij të lartë, siç u përmend më lart; ngjitja e ATP redukton afinitetin e kokës së miozinës për filamentet e aktinës dhe miozina kthehet në gjendjen e saj origjinale. Pastaj i gjithë cikli përsëritet që në fillim, por duke qenë se në ciklin e mëparshëm filamenti i aktinës, për shkak të lëvizjes së tij, afroi pllakën Z, e njëjta kokë e miozinës ngjitet në një monomer tjetër të aktinës më afër pllakës Z.

Qindra koka miozine të çdo filamenti të miozinës punojnë njëkohësisht, duke tërhequr kështu filamentin e aktinës.

Burimet e energjisë për tkurrjen e muskujve.

Një muskul skeletor që punon me intensitet maksimal konsumon qindra herë më shumë energji sesa një muskul në pushim, dhe kalimi nga një gjendje pushimi në një gjendje pune maksimale ndodh në një fraksion të sekondës. Në këtë drejtim, muskujt kanë një mekanizëm krejtësisht të ndryshëm për ndryshimin e shkallës së sintezës së ATP në një gamë shumë të gjerë.

Siç u përmend tashmë, gjatë tkurrjes së muskujve procesi i sintezës së ATP nga ADP i çliruar nga kokat e miozinës ka një rëndësi të madhe. Kjo ndodh me ndihmën e një substance me energji të lartë të pranishme në muskuj. kreatinë fosfat, e cila formohet nga kreatina dhe ATP gjatë veprimit kreatinë kinaza:

C-NH2 C-NH-PO 3 H2

N-CH 3 + ATP ó N-CH 3 + ADP

Kreatinë Kreatinë fosfat

Ky reagim është lehtësisht i kthyeshëm dhe ndodh në mënyrë anaerobike, gjë që siguron përfshirjen e shpejtë të muskujve në fazat e hershme. Ndërsa ngarkesa vazhdon, roli i një furnizimi të tillë energjie zvogëlohet, dhe ai zëvendësohet nga mekanizmat e glikogjenit që ofrojnë një sasi të madhe ATP.

Bibliografi:

G. Dugas, K. Penny “Kimi bioorganike”, M., 1983

D. Metzler "Biokimi", M., 1980

A. Leninger "Bazat e Biokimisë", M., 1985

Mirosina e lehtë ndryshon nga myrosina e rëndë në përbërjen e saj aminoacide. Miozina e rëndë ka aktivitet enzimatik. Është një adenozinotrifosfatazë dhe shpërbëhet në mënyrë hidrolitike ATP. Kjo mund të përshkruhet si: ATP +H 2 O → ADF + H 3 P.O. 4 + W (energjia).

Aktina është një proteinë me peshë molekulare më të ulët (42000). Mund të jetë në dy forma: globulare ( G ) ose fibrilar ( F ). Pas shtimit të kripërave G -aktina shndërrohet lehtësisht në F -aktinë. F -aktina është një polimer G -aktinë. Ky kalim ndodh nën ndikimin e joneve K + : aktin globular → Veproni në fibrilare F . Aktin F kombinohet lehtësisht me miozinën dhe formon një proteinë të re, aktomyosin.

F -aktina përbëhet nga dy filamente të përdredhura në një spirale.

Struktura e aktinës

Aktomiozina ka këto veti:

aftësia për të dekompozuar ATP;

çliron energjinë e lidhjeve makroergjike;

shndërroni këtë energji në punë.

Tropomiozina - përbëhet nga dy zinxhirë polipeptidikë që formojnë një spirale të dyfishtë, të vendosur në një brazdë në sipërfaqe -F gjatësia e aktinës korrespondon me 7 lëndë - G -aktinë. Kompleksi troponin përbëhet nga tre nënnjësi me strukturë globulare dhe ndodhet afërsisht në skajet e T.m . Troponin T ( TnT ) siguron komunikim me T m . T roponin C ( TnC ) formon një lidhje me jonet e Ca 2+ në sipërfaqe T m , si rezultat i së cilës ndryshon konformacioni i tij.

Troponinë I ( TnI ) mund të parandalojë ndërveprimin e aktinës me miozinën. Pozicioni T nI e ndryshueshme dhe varet nga përqendrimi i Ca 2+ . Në prani të Sa 2+ Ndryshimet e konformacionit T nC . Kjo çon në një ndryshim në pozicion TnI në lidhje me aktinën, si rezultat mund të ndërveprojë me miozinën.

Tropomiozina dhe troponina

Vendndodhja e saktë hapësinore e proteinave kryesore të muskulit kontraktues është një kusht i domosdoshëm për tkurrjen dhe relaksimin, si dhe rregullimin e këtyre proceseve. Tkurrja shoqërohet me formimin e një kompleksi midis aktinës dhe miozinës, në të cilin çdo nënnjësi aktine ndërvepron me një segment që përmban kokën e miozinës (F 1 ). Relaksimi ndodh kur ky ndërveprim reduktohet. Ndërveprimi i A dhe M rregullohet nga T, i cili ndodhet në brazdë të aktinës. Ndryshimi në konformacionin T transmetohet në T, i cili zhytet më thellë në brazdë duke lejuar ndërveprimin e aktinës me kokën e miozinës.

Gjendja e miofibrilit: a) pushim; b) reduktimi

Mioglobina është një proteinë komplekse kromoproteinike, e ngjashme në strukturë me hemoglobinën, e gjetur në muskujt e kuq, e aftë për të lidhur dhe çliruar oksigjenin, duke ndihmuar në furnizimin e fibrave të muskujve me oksigjen.

Përbërja e proteinave protoplazmike përfshin enzima glikolitike me aktivitet të lartë enzimatik. Enzimat e oksidimit biologjik janë të përqendruara në mitokondri, ku ndodh fosforilimi oksidativ. Ribozomet dhe lizozomet përmbajnë enzima që konvertojnë proteinat dhe lipidet.

Oksimioglobina lëshon oksigjen vetëm kur presioni i pjesshëm ulet ndjeshëm. Mioglobina nxirret nga indet me një zgjidhje amoniaku. Proteinat e indit lidhës janë pjesë e membranave qelizore dhe formacioneve nënqelizore, mureve të enëve të gjakut dhe nervave. Përmbajtja e tyre është deri në 20% të numrit të përgjithshëm të muskujve. Është kryesisht kolagjen; ato nuk mund të nxirren as me tretësirë kripe.

Muskujt përmbajnë aminoacide, polipeptide dhe substanca që përmbajnë azot që nxirren lehtësisht nga uji. Ata quhen nxjerrës. Këto përfshijnë kreatinën dhe kreatin fosfatin, të cilat përbëjnë deri në 60% të të gjithë azotit joproteinik. Në pushim, e gjithë kreatina e muskujve është e pranishme në formën e fosfatit të kreatinës. Përqendrimi i tij në muskuj është mjaft i lartë (0,2-0,55%), për faktin se luan një rol të rëndësishëm në transmetimin e lidhjeve me energji të lartë brenda qelizës dhe siguron risintezën e ATP.

Kreatina fosfati (CrP) është një përbërës me energji të lartë i aftë për të dhuruar një grup fosfori për ADP; reaksioni katalizohet nga kreatine fosfat kinaza sipas skemës:

ADF + Krf → kreatinfosfat kinaza ATP – Kr ( kreatinë )

Kreatina sintetizohet në veshka nga arginina.

Kreatina shpërndahet në muskuj përmes gjakut.

Kreatina fosfati (Crf) është një rezervë e lidhjeve me energji të lartë në muskul.

Një sasi e caktuar kreatinine mund të gjendet edhe në muskuj, e cila formohet gjatë shkatërrimit të Crf (kreatinë fosfatit).

Ekstraktuesit që përmbajnë azot përfshijnë anserinë, karnitinë, karnozinë (β-alanine-histidine). Muskujt kanë një përmbajtje të lartë të nukleotideve adenil, të cilat i përkasin substancave nxjerrëse (deri në 0,4%) ATP, AMP, ADP.

Karbohidratet përfaqësohen kryesisht nga glikogjeni (0,5-0,8%). Pjesa më e madhe e glikogjenit të trupit është e përqendruar në muskuj, megjithëse përqendrimi i tij është më i lartë në mëlçi (5%). Monosakaridet paraqiten kryesisht në formën e heksozofosfateve, përqendrimi i tyre nuk e kalon përqendrimin e glukozës në gjak.

Mineralet - (hiri) përbën 1-1,5% të masës muskulore. Së bashku me K + Dhe Na + të përfshira në muskuj Ca 2+ ato g 2+ , të cilat luajnë një rol të rëndësishëm në mekanizmin e tkurrjes së muskujve. Në kushte pushimi Ca 2+ te perqendruara kryesisht ne tubat dhe vezikulat e retikulit sarkoplazmatik.

Pjesa më e madhe e fosforit (rreth 80%) e indit muskulor është pjesë e komponimeve me energji të lartë (ATP dhe fosfat kreatinë), 10% paraqitet në formën e kripërave inorganike të fosfatit, 5% shoqërohet me heksoze dhe 5% është pjesë e ADP, AMP dhe nukleotide të tjera.

Përbërja kimike e muskujve të lëmuar përfshin të njëjtat substanca si muskujt e strijuar, por në raporte të ndryshme sasiore. Ato përmbajnë më pak aktomiozinë dhe miozinë, por më shumë mioalbuminë dhe proteina stromale të patretshme (kolagjen). Përmbajtja e glikogjenit është më pak se 0.5%, dhe ka edhe më pak ekstraktues. Përmbajtja e Ca 2+ në muskujt e lëmuar më poshtë.

sipas lëndës

"Biokimi"

"Biokimia e tkurrjes së muskujve"

Plotësuar nga: Student i vitit të 3-të të EHF

departamenti "Valeologji", gr. 1A

Litvichenko E.M.

Kontrolluar nga: Saykovich E.G.

Novosibirsk 2000

Struktura e filamenteve të miozinës.

molekulat e aktinës

molekulat e troponinës molekulat e tropomiozinës

Mekanizmi i tkurrjes së muskujve.

ADP e lëshuar nga koka të shumta i nënshtrohet transformimit të mëposhtëm:

2 ADP ® ATP + AMP

Qindra koka miozine të çdo filamenti të miozinës punojnë njëkohësisht, duke tërhequr kështu filamentin e aktinës.

Burimet e energjisë për tkurrjen e muskujve.

C-NH2 C-NH-PO 3 H2

N-CH 3 + ATP- N-CH 3 + ADP

Kreatinë Kreatinë fosfat

Bibliografi:

G. Dugas, K. Penny “Kimi bioorganike”, M., 1983

D. Metzler "Biokimi", M., 1980

A. Leninger "Bazat e Biokimisë", M., 1985

Reaksionet biokimike ciklike që ndodhin në muskul gjatë tkurrjes sigurojnë formimin dhe shkatërrimin e përsëritur të ngjitjeve midis "kokave" - daljet e molekulave të miozinës së protofibrileve të trasha dhe zgjatjeve - qendrat aktive të protofibrileve të hollë. Puna e formimit të ngjitjeve dhe lëvizjes së filamentit të aktinës përgjatë filamentit të miozinës kërkon kontroll të saktë dhe shpenzim të konsiderueshëm të energjisë. Realisht në momentin e tkurrjes së fibrës formohen rreth 300 ngjitje në minutë në çdo qendër aktive – protrusion.

Siç u përmend më herët, vetëm energjia ATP mund të shndërrohet drejtpërdrejt në punë mekanike të tkurrjes së muskujve. ATP i hidrolizuar nga qendra enzimatike e miozinës formon një kompleks me të gjithë proteinën e miozinës. Në kompleksin ATP-miozinë, miozina, e ngopur me energji, ndryshon strukturën e saj dhe bashkë me të edhe “dimensionet” e jashtme dhe, në këtë mënyrë, kryen punë mekanike për të shkurtuar rritjen e filamentit të miozinës.

Në muskujt në pushim, miozina është ende e lidhur me ATP, por nëpërmjet joneve Mg++ pa ndarje hidrolitike të ATP. Formimi i ngjitjeve midis miozinës dhe aktinës në pushim parandalohet nga kompleksi i tropomyosin me troponin, i cili bllokon qendrat aktive të aktinës. Bllokada mbahet dhe ATP nuk zbërthehet ndërsa jonet Ca++ janë të lidhura. Kur një impuls nervor arrin në një fibër muskulore, ai lirohet transmetues pulsi– neurohormon acetilkolina. Jonet e Na+ neutralizojnë ngarkesën negative në sipërfaqen e brendshme të sarkolemës dhe e depolarizojnë atë. Në këtë rast, jonet Ca++ çlirohen dhe lidhen me troponinën. Nga ana tjetër, troponina humbet ngarkesën e saj, duke bërë që qendrat aktive - zgjatjet e filamenteve të aktinës - të zhbllokohen dhe të lindin ngjitjet midis aktinës dhe miozinës (pasi sprapsja elektrostatike e protofibrileve të holla dhe të trasha tashmë është hequr). Tani, në prani të Ca ++, ATP ndërvepron me qendrën e aktivitetit enzimatik të miozinës dhe shkëputet, dhe energjia e kompleksit transformues përdoret për të zvogëluar ngjitjen. Zinxhiri i ngjarjeve molekulare të përshkruara më sipër është i ngjashëm me një rrymë elektrike që rimbush një mikrokondensator; energjia e tij elektrike shndërrohet menjëherë në punë mekanike në vend dhe duhet të rimbushet përsëri (nëse doni të vazhdoni).

Pas këputjes së ngjitësit, ATP nuk çahet, por përsëri formon një kompleks enzimë-substrat me miozinën:

M–A + ATP -----> M – ATP + A ose

M–ADP–A + ATP ----> M–ATP + A + ADP

Nëse në këtë moment arrin një impuls i ri nervor, atëherë reagimet e "rimbushjes" përsëriten; nëse impulsi tjetër nuk arrin, muskuli relaksohet. Kthimi i një muskuli të kontraktuar pas relaksimit në gjendjen e tij origjinale sigurohet nga forcat elastike të proteinave në stromën e muskujve. Duke paraqitur hipoteza moderne të tkurrjes së muskujve, shkencëtarët sugjerojnë që në momentin e tkurrjes, fijet e aktinës rrëshqasin përgjatë fijeve të miozinës, dhe shkurtimi i tyre është gjithashtu i mundur për shkak të ndryshimeve në strukturën hapësinore të proteinave kontraktuese (ndryshimet në formën e spirales).

Në pushim, ATP ka një efekt plastifikues: duke u kombinuar me miozinën, parandalon formimin e ngjitjeve të tij me aktinën. Duke u zbërthyer gjatë tkurrjes së muskujve, ATP siguron energji për procesin e shkurtimit të ngjitjeve, si dhe punën e "pompës së kalciumit" - furnizimi i joneve të Ca ++.Zbërthimi i ATP në muskul ndodh në një shkallë shumë të lartë. shpejtësia: deri në 10 mikromole për 1 g muskul në minutë. Meqenëse rezervat totale të ATP në muskul janë të vogla (ato mund të jenë të mjaftueshme vetëm për 0,5-1 sekondë punë me fuqi maksimale), për të siguruar aktivitetin normal të muskujve, ATP duhet të rikthehet në të njëjtin ritëm me të cilin shpërbëhet.

Leksioni nr 4. Energjia për tkurrjen e muskujve, proceset biokimike që ndodhin gjatë punës së muskujve.

Risinteza e shpëtimit.

Konkretisht, vetëm ATP mund të shndërrojë energjinë kimike (pjesën e saj të lirë, e cila është në lidhjet fosfatike) në energji mekanike - energjinë e lëvizjes (fluturim, vrapim dhe rrëshqitje). Ajo siguron energji procesi i shkurtimit të komisarit, përkatësisht, tkurrja e muskujve në tërësi ( dhe gjithashtu furnizon energji për formimin e joneve të Ca ++ të përfshirë në tkurrje). Një qelizë e gjallë ruan vazhdimisht një përqendrim funksionues të ATP prej afërsisht 0.25%, përfshirë gjatë punës intensive muskulare. Nëse (në rast të shqetësimeve në metabolizëm) ka një rritje të përqendrimit të ATP, atëherë kontraktueshmëria e muskujve do të prishet (do të duket si një "leckë"), nëse ka një rënie, do të ndodhë ashpërsia - një gjendja e tkurrjes së vazhdueshme, të vazhdueshme ("petrifikimi"). Përqendrimi i punës i ATP është i mjaftueshëm për një sekondë punë të fuqishme (3 – 4 kontraktime të vetme). Gjatë aktivitetit të zgjatur të muskujve, përqendrimi i punës i ATP ruhet për shkak të reagimeve për ta rikthyer atë. Për të siguruar funksionimin normal (afatgjatë) të muskujve gjatë procesit metabolik, ATP-ja rikthehet në të njëjtin ritëm me të cilin shpërbëhet.

Kujtojmë se zbërthimi i ATP është një reaksion hidrolize enzimatike dhe mund të shprehet me ekuacionin:

Atp-ase + atp + n2o ---> adp + n3po4

Energjia për risintezën e ATP (ajo më vonë do të lirohet gjatë ndarjes - rreth 40 kJ për 1 mol) duhet të merret përmes reaksioneve që çlirojnë energji (katabolike). Prandaj, në nivel qelizor, reaksioni i hidrolizës ATP shoqërohet me reaksione që sigurojnë risintezën e ATP. Gjatë reaksioneve të tilla, formohen përbërje të ndërmjetme me energji të lartë që përmbajnë një grup fosfat, i cili së bashku me rezervën e lirë të energjisë transferohet në ADP. Reaksione të tilla transferimi (kalimi i "shkopit stafetë"), të katalizuara nga enzimat e fosfotransferazës, quhen reaksione transfosforilimi ose rifosforilimi. Komponimet makroergjike të nevojshme për risintezën e ATP ose janë vazhdimisht të pranishme, për shembull, fosfati i kreatinës (akumulohet në simplast), ose formohen (acidi difosfoglicerik, acidi fosfopiruvik) në proceset oksiduese (katabolike).

Risinteza e ATP gjatë aktivitetit të muskujve mund të kryhet në dy mënyra: për shkak të reaksioneve pa pjesëmarrjen e oksigjenit - anaerobe (kur dërgimi i oksigjenit në muskuj nuk ka kohë ose është i vështirë) dhe për shkak të proceseve oksiduese në qeliza (me pjesëmarrjen e të oksigjenit që ne thithim dhe të cilin atleti e thith shpesh nën ngarkesa dhe në fazën fillestare të pushimit).

Në muskujt skeletorë të njeriut, janë identifikuar tre lloje të proceseve anaerobe, gjatë të cilave ndodh risinteza e ATP:

- reaksioni i kreatinfosfokinazës (procesi anaerobik fosfogjen ose alakti), ku ndodh risinteza e ATP për shkak të rifosforilimit midis fosfatit të kreatinës dhe ADP-së;

- glikoliza (procesi anaerobik i acidit laktik), ku risinteza e ATP-së ndodh gjatë zbërthimit enzimatik anaerobe të karbohidrateve, duke përfunduar me formimin e acidit laktik.

- reaksioni i miokinazës, në të cilën kryhet risinteza e ATP për shkak të defosforilimit të një pjese të caktuar të ADP;

Për të krahasuar dhe vlerësuar proceset e llojeve të ndryshme të konvertimit të energjisë gjatë aktivitetit të muskujve, përdoren tre kritere kryesore:

- kriteri i fuqisë - tregon shkallën e shndërrimit të energjisë në një proces të caktuar (ushtrim);

- kriteri i kapacitetit - pasqyron rezervat totale të substancave energjetike (të matura me sasinë e energjisë së çliruar dhe punën e kryer);

- kriteri i efikasitetit - karakterizon marrëdhënien midis energjisë së shpenzuar për risintezën e ATP dhe sasisë totale të energjisë së çliruar gjatë këtij procesi (ushtrim).

Proceset e konvertimit të energjisë, anaerobe dhe aerobike, ndryshojnë në fuqi, kapacitet dhe efikasitet. Proceset anaerobe mbizotërojnë gjatë ushtrimeve afatshkurtëra me intensitet të lartë, ndërsa proceset aerobe mbizotërojnë gjatë ushtrimeve afatgjata me intensitet të moderuar.

Kjo eshte interesante: