Функциональная биохимия мышц

Мышечный аппарат человека и животных характеризуется полифункциональностью. Однако основной функцией мышц является осуществление сокращения и расслабления. При сокращении мышц осуществляется работа, связанная с превращением химической энергии в механическую. Сокращение происходит за счет энергии, освобождающейся при гидролизе АТФ. В поперечно-полосатой мышце сокращение зависит от концентрации ионов Са²⁺, которая в свою очередь регулируется сарко-плазматическим ретикулумом – специализированной системой мембран, накапливающей Са²⁺ в состоянии покоя и высвобожающей его при воздействии на мышечное волокно нервного импульса.

Механизм мышечного сокращения

В настоящее время принято считать, что биохимический цикл мышечного сокращения состоит из 5 стадий:

1) миозиновая «головка» может гидролизовать АТФ до АДФ и Н₃РО₄, но не обеспечивает освобождения продуктов гидролиза. Поэтому данный процесс носит скорее стехиометрический, чем каталитический, характер;

2) содержащая АДФ и Н₃РО₄ миозиновая «головка» может свободно вращаться под большим углом и (при достижении нужного положения) связываться с F-актином, образуя с осью фибриллы угол около 90°;

3) это взаимодействие обеспечивает высвобождение АДФ и Н₃РО₄ из актин-миозинового комплекса. Актомиозиновая связь имеет наименьшую энергию при величине угла 45°, поэтому изменяется угол миозина с осью фибриллы с 90° на 45° и происходит продвижение актина в направлении центра саркомера;

4) новая молекула АТФ связывается с комплексом миозин–F-актин;

5) комплекс миозин–АТФ обладает низким сродством к актину, и поэтому происходит отделение миозиновой (АТФ) «головки» от F-актина. Последняя стадия и есть собственно расслабление, которое отчетливо зависит от связывания АТФ с актин-миозиновым комплексом. Затем цикл возобновляется.

Регуляция сокращения и расслабления мышц в учебнике стр 416 – 418.