Материал:

Медиатор синтезируется в окончаниях аксона, где и накапливается в везикулах. Выделение может происходить как спонтанно, без внешней стимуляции в состоянии относительного покоя, так и при возбуждении.

Нервно-мышечный синапс - это место контакта окончания аксона двигательного нерва с мышечным волокном, через который передается информация от нервной системы к мышце.

Структурными элементами нервно-мышечного синапса (как и других) являются: пресинаптическая мембрана - это мембрана окончания аксона двигательного нерва постсинаптическая мембрана - это плазматическая мембрана мышечного волокна; синоптическая щель - это пространство между пре- и постсинаптической мембраной, который составляет 20-50 нм (рис. 2.24).

В нервном окончании двигательного нерва находится медиатор ацетилхолин, который синтезируется из холина и ацетилкоэнзима-А при участии фермента ацетилтрансферазы.

Синтезированный ацетилхолин сохраняется вместе с АТФ и протеогликанов. В одной везикулы находится 5000-10000 молекул ацетилхолина.

Проведение возбуждения через нервно-мышечный синапс имеет следующие этапы (рис. 2.25):

1. Поступление ПД к мембране нервного окончания (пресинаптической мембраны) и ее деполяризация. 2. Деполяризация приводит к открытию ворот Са 2+ - каналов в пресинаптической мембране, через которые путем диффузии входят ионы кальция в нервное окончание.

РИС. 2.25. Механизм передачи возбуждения в нервно-мышечном сына пси

3. Повышение концентрации ионов Са 2+ в нервном окончании приводит к приближению везикул с медиатором в пресинаптической мембраны и их раскрытие. Выход путем экзоцитоза квантов медиатора (1 квант = 5-10 тыс молекул ацетилхолина) в синаптическую щель. Одного кванта ацетилхолина достаточно, чтобы вызвать миниатюрные потенциалы КП (МПКП), но их величина меньше пороговой, и они не способны генерировать ПД в мышечном волокне. МПКП возникают спонтанно и, возможно, имеют трофическое влияние на мышечное волокно. Для возникновения полноценного ПД необходимы десятки квантов медиатора.

4. Ацетилхолин путем диффузии проникает в постсинаптической мембраны - мембраны мышечного волокна - концевой пластинки (КП). где взаимодействует с никотиновыми (Н) холинорецепторами.

5. Вследствие взаимосвязи "ацетилхолин - холинорецептор" открываются хемозалежни ворота натриевых и частично калиевых каналов КП. Массивный вход по электрохимическим градиентом ионов натрия в клетку и выход ионов калия из клетки приводит к деполяризации концевой пластинки.

6. Деполяризация конечной пластинки называется "потенциал концевой пластинки" (ПКП), его величина составляет около 0,5 мВ. Это местный потенциал, который вызывает местные электрические токи на мембране мышечного волокна. Благодаря суммации местных электрических токов на мембране генерируется ПД. распространение которого вызывает функцию мышечного волокна - его сокращение.

7. Действие ацетилхолина прекращается вследствие его расщепления на КП до уксусной кислоты и холина под влиянием фермента ацетилхолинэстеразы (АХЭ).

8. Половина холина, образовавшийся возвращается через пресинаптической мембраны в нервное окончание аксона вторичным активным транспортом, совмещенным с транспортом ионов натрия, для синтеза новых квантов ацетилхолина.

Факторы, влияющие на нервно-мышечную передачу

Ингибиторы АХЭ (неостигмин, пиридостигмин, амбеноний) блокируют деградацию ацетилхолина, удлиняя продолжительность его действия и увеличивая величину ПКП. Гемихолин блокирует транспорт холина через пресинаптической мембраны, уменьшая его запасы в нервном окончании. Ботулотоксин тормозит выделение ацетилхолина через пресинаптической мембраны и тем самым осуществляет блокаду нервно-мышечной передачи.

В клинической практике применяются препараты, блокирующие нервно-мышечную передачу, - миорелаксанты. Так, d-тубокурарин является конкурентом ацетилхолина по Н-холинорецепторы КП, вот почему ацетилхолин не может вызвать в конечной пластинке ПКП.

Физиологические механизмы мышечной слабости при некоторых заболеваниях:

■ Тяжелая миастения (myastenia gravis) характеризуется слабостью мышц и является следствием уменьшения количества Н-холинорецепторов, что вызвано влиянием циркулирующих антител к этим рецепторам. Применение ингибиторов АХЭ продлевает действие ацетилхолина на рецепторы и частично компенсирует уменьшение их количества.

■ Синдром Ламберта - Итона также характеризуется слабостью мышц, однако она является следствием уменьшения выделения нейромедиатора с пресинаптической терминале двигательного нерва, благодаря блокаде одного из кальциевых каналов пресинаптической мембраны. При длительных тетанических сокращениях концентрация ионов Са 2+ в нервном окончании двигательного нерва увеличивается, что приводит к росту выделения нейромедиатора и повышения сокращение мышечных волокон.

ФИЗИОЛОГИЯ СКЕЛЕТНЫХ МЫШЦ

Более 600 скелетных мышц составляют почти половину массы человеческого тела и относятся к поперечнопосмугованих мышц. Скелетные мышцы являются составной опорно-двигательного аппарата, они прикрепляются сухожилиями к костям скелета, соединенных суставом. Благодаря сокращению мышц осуществляются перемещения частей тела относительно друг друга и в пространстве, поддержания осанки.

Структура поперечнопосмугованих мышечных волокон

Полосатость мышцы связана с существованием поперечных полос (рис. 2.26). Светлую И-полосу пересекает темная Z-линия, а темная A полоса в центре содержит светлую Н-полосу. В центре Н-полосы содержится поперечная М-линия. Участок между Z-линиями называют саркомером.

Структурной единицей мышцы является мышечное волокно, что имеет цилиндрическую форму, диаметр которого составляет 10-100 мкм и длину от нескольких миллиметров до нескольких сантиметров. Внешне волокно покрыто сарколеммой, которая состоит из внешнего слоя - эластичного футляра и внутреннего - базальной мембраны. Внешний слой мембраны содержит большое количество коллагеновых волокон, которые на конце мышечного волокна сливаются с сухожильными волокнами и образуют

РИС. 2.26. Строение саркомера: 1 - состояние расслабления; 2 - начальное сокращения; 3 - максимальное сокращение

мышечные сухожилия, прикрепляются к костям. Внутреннее содержимое волокна называется саркоплазмы, в состав которой входят саркоплазматическая матрикс и саркоплазматического сетка. Саркоплазматическая матрикс - жидкость, в которую погружены сократительные элементы мышечного волокна - миофибриллы. Саркоплазматического сетка - это система трубочек, расположенных между миофибриллами как продольно, так и поперек, то есть пересекают мышечное волокно поперечно. Эти трубочки называются Т-трубочками, или Т-системами.

Каждая Миофибриллы состоит из 1500 нитей миозина и 3000 нитей актина, которые частично перекрываются и образуют светлые и темные полоски мышечного волокна.

Миозиновые нити строят толстые миозиновые филаменты диаметром 10-15 нм и длиной 1,6мкм, которые состоят из 150 молекул белка миозина (6 полипептидных цепей, молекулярная масса 470 кДа), который расположен в центре саркомера между тонкими филаментами. Удерживает миозиновые волокна сетка опорных белков, образующих М-линию (см. Рис. 2.26). Миозиновые волокна имеют удлиненную форму и состоят из головки, шейки и хвоста, направленного в М-линии. Каждая молекула миозина имеет две головки, которые обладают ферментативной АТФ-азной активностью. Во время сокращения головки присоединяются к актиновых нитей и образуют поперечные мостики.

Актиновые нити образуют тонкие актиновые филаменты диаметром 4,5-6,5 нм, состоящие из 300 молекул белка актина (молекулярная масса 190 кДа), в центральной части пересекаются линии Z, и поэтому эта структура напоминает щетку, щетинки которой направлены в противоположные стороны. Участки миофибриллы, расположенные между двумя линиями Z, называются саркомером, длина которого 25 мкм. Каждый миозиновои филамент окружен 3-мя актиновыми волокнами. Содержание рядом миозинових и актиновых волокон обеспечивает упругая молекула белка тайтину, выполняющий роль каркаса.

Актиновые миофиламенты являются полимерами, состоящие из двух длинных цепей актина: F-актин - это фибриллярный белок, скрученный в двойную спираль, как две нити бус (рис. 2.27). В его состав входят глобулярные мономеры актина (G-актин, молекулярная масса 42-45 кДа), напоминающие нитку бус и имеют активные участки, которые могут соединяться с головками миозина.

РИС. 2.27. Структуры актиновогомиофиламента

Тропомиозин - это фибриллярный белок длиной 38-39 нм (молекулярная масса около 50кДа), размещенный между двумя соседними цепями актина.

Тропонина - это регуляторный глобулярный белок, состоящий из 3 субъединиц: 1) тропонин С (18 кДа), который взаимодействует с Са 2+, в результате чего изменяется конфигурация тропомиозином и открываются активные центры актина; 2) тропонин I (22 кДа), который связан с тропонина Т и актином; 3) тропонин Т (22 кДа), прикрепляется к С-конца тропомиозином и связывает тропонин I и тропонин С с тропомиозином. Тропомиозин и молекулы тропонина расположены в желобах двойной спирали, образованной скрученными молекулами F-актина. Между активными центрами актина и головками миозина образуются поперечные мостики. Тонкие филаменты присоединяются к Z-линий а-актином.

Т-трубочки - это углубление мембраны в мышечное волокно, благодаря которым распространяется ПД по мембране в глубину клетки. Т-трубочки расположены на границе анизотропных и изотропных дисков, а у лягушки - на уровне Z-линий (рис. 2.28).

Саркоплазматическая ретикулум (СПР) - это структуры продольных трубочек в мышечном волокне, которые заканчиваются расширениями (цистернами), содержащие Са 2+.

Мембрана саркоплазматического ретикулума содержит Са 2+ АТФ-азу (кальциевые насосы), благодаря чему осуществляется транспорт Са2 ⁺ в СПР и поддерживается низкая концентрация ионов кальция в миоплазмы. В СПР Са 2+ связывается с кальсеквестрином, а высвобождается при деполяризации мембраны клетки, распространяется на Т-трубочек.

Сопряжение возбуждения и сокращения мышечного волокна - это процесс, в котором ПД, возникает на мембране мышечного волокна и достигает Т-трубочек, вызывает сокращение мышечного волокна.

РИС. 2.28. Окружение миофибрилл Т-трубочками и саркоплазматического ретикулумом

РИС. 2.29. Шаги формирования поперечных актино-миозиновых мостиков в процессе сокращения-расслабления мышцы

В состоянии покоя при отсутствии взаимодействия ионов Са 2+ с тропонином тропомиозин блокирует на актиновых нитях сайты взаимодействия миозина с актином.

При распространении ПД мембраны мышечного волокна к Т-трубочек, выделяют инозитол-3-фосфат и диацилглицерол, которые открывают потенциалозалежни ворота кальциевых каналов цистерн СПР и стимулируют выход кальция в цитоплазму.

Внутриклеточная концентрация Са 2+ повышается от ОД до 10 мкмоль / л.

Ионы Са 2+ связываются с регуляторным белком тропонином (С-субъединицей), что приводит к конформации белка тропомиозином, благодаря чему открываются активные центры актина и начинается цикл образования поперечных актино-миозиновых мостиков.

Связывания одной молекулы тропонина с ионом Са 2+ приводит к обнажению семи сайтов связывания миозина. Таких "циклов" для полного сокращения осуществляется 50, при этом мышца сокращается на 50% своей первоначальной длины.

Источник: https://studbooks.net/80586/meditsina/fiziologiya

Смотрите также:





ЦЕНОВАЯ ПОЛИТИКА ПРЕДПРИЯТИЯ НА ПРИМЕРЕ ООО «ДНС РИТЕЙЛ»
_archivetempпротивовоспалительные
_Роджерс Карл, Брак и его альтернативы
- Обратный порядок следования фаз 4
- Сопротивление изоляции 25
!_Лабораторные_работы_1_сем_ОУТС