Физиология мышц 1. Проведение ПД по нерву 2. Передача ПД через синапс 3. Скелетные (поперечно-полосатые) мышцы. 4. Шаговый механизм мышечных сокращений. - презентация

1 Физиология мышц 1. Проведение ПД по нерву 2. Передача ПД через синапс 3. Скелетные (поперечно-полосатые) мышцы. 4. Шаговый механизм мышечных сокращений. 5. Гладкие мышцы.

2 Проведение ПД по мембране ПД проводится от точки к каждой соседней ранее не возбужденной точке

3 Проведение ПД по миелинизированному нервному волокну

4 Синапс

5 Синаптическая щель Ширина нм Синаптическая щель заполнена синаптической жидкостью, своим составом напоминающей плазму крови.

6 Медиатор (химический посредник) Внутри нервного окончания имеется большое количество (до ) синаптических пузырьков (диаметром около 50 нм), содержащих химическое соединение ацетилхолин (АХ). Это химический передатчик возбуждения, носящий название - медиатор. Каждый пузырек содержит «квант» медиатора - около 10 4 молекул АХ. В синаптической бляшке содержится большое количество митохондрий, что свидетельствует о метаболической активности данного отдела нервного волокна.

7 Взаимодействие медиатора с постсинаптической мембраной Медиатор диффундирует по синаптической жидкости и большая часть молекул его достигает постсинаптической мембраны, где взаимодействует с холинорецептором. Результатом взаимодействия АХ с ХР является открытие хемовозбудимых ионных каналов. Селективный участок его имеет диаметр 0,65 нм. Через него могут проходить лишь положительные ионы (стенка канала электроотрицательна) натрия или кальция. Но в норме превалирует поток ионов натрия. Они по концентрационному градиенту из синаптической щели поступают внутрь мышечного волокна и деполяризуют постсинаптическую мембрану.

8 Нервно-мышечный синапс 1 - пресинаптическая мембрана, 2 - пузырьки с ацетилхолином, 3 - митохондрии, 4 - синаптическая щель, 5 - постсинаптическая мембрана, 7 - миофибриллы.

9 Выброс медиатора обеспечивает взаимодействие его с лиганд зависимыми структурами канала

10 Явление суммации. Обычно для передачи одного ПД высвобождается до миллиона молекул АХ ( везикул). Обозначения: а, б - деполяризация не достигает критического уровня, в - результат суммации - ВПСП

11 Переход ПКП в ВПСП ПД по нерву могут поступать с максимальной частотой до 1000 в с. В связи с тем, что рецепторы от предыдущего ацетилхолина освобождаются очень быстро (уже через 1- 1,5 мс), то новое выделение медиатора приводит к повторному открытию ионных каналов. Возникший новый ПКП наслаивается на еще не исчезнувшую предыдущую деполяризацию, суммируясь, увеличивает его амплитуду.

12 Восстановление медиатора в синаптической бляшке В нервном волокне происходит постоянное пополнение медиатора. Здесь имеется несколько механизмов восстановления везикул с медиатором. медиатор разрушается под действием фермента - холинэстеразы на холин и уксусную кислоту. Большая часть продуктов гидролиза ацетилхолина возвращается в синаптическую бляшку, где участвует в ресинтезе новых молекул медиатора, который поступает во вновь формирующиеся везикулы. Еще одним путем восстановления потраченного медиатора являются активные процессы местного синтеза АХ из других сырьевых источников с помощью соответствующих ферментов, имеющихся в пресинаптическом окончании. Третий путь: «подвоз» медиатора от тела нейрона - аксонный транспорт.

13 Депо кальция – саркоплазматический ретикулум 1- миофибриллы, 2 – саркоплазматический ретикулум, 3 – цистерны, 4 – Т-трубочки, 5 – базальная мембрана, 6 – митохондрии.

14 Схема строения мышечного волокна Саркомер - с двух сторон ограничен Z – линиями. Толстые – миозиновые, Тонкие – актиновые нити. Состояния: 1 - расслабленное, 2 – сокращенное.

15 Взаимодействие актиновых и миозиновых филаментов

16 Схема строения актиновых и миозиновых филаментов

17 Этапы «шагового» механизма Последовательные этапы: а – расслабление, б – соединение миозиновых головок с активным центром актина, в – поворот головки миозина и сближение - мембран, г – разрыв связи миозина с актином.

18 Кальмодулин - идентичен тропинину С, имеющемуся в тонких нитях Присоединяя Са 2+, кальмодулин способствует активации АТФазы и использованию энергии АТФ для связи активного центра актиновой нити и головки миозина и укорочению мышцы.

19 Кальций Деполяризация мембраны цистерн открывает электро возбудимые кальциевые каналы. В связи с тем, что в саркоплазме концентрация кальция менее М/л, а в саркоплазматическом ретикулуме - более М/л, начинается интенсивный выход ионов Са 2+ в саркоплазму. Выделившийся кальций и является инициатором мышечного сокращения. Достаточный для начала мышечного сокращения уровень кальция достигается через мс после прихода нервного импульса. Это скрытое, латентное время мышечного сокращения. В связи с тем, что скорость распространения ПД по сарколемме выше времени, необходимого для выделения Са 2+ из саркоплазматического ретикулума, то все фибриллы участка мышцы, иннервируемого одним нервом, сокращаются одновременно.

20 «Шаговый» механизм

21 Головка миозина и «шаг»

22 Роль кальция в мышечном сокращении 1 – Выброс медиатора в синаптическую щель. 2 – Освобождение активного центра актина. 3 – Расслабление мышцы (разрыв связи миозина с актином – АТФ-аза кальциевая).

23 Различные режимы сокращения мышц А - одиночное сокращение, Б – неполный тетанус, В – полный тетанус.

24 Соотношение ПД и рефрактерности 5 – фаза абсолютной рефрактерности, 6 – ф. относительной рефрактерности, 7 - экзальтации.

25 Электромиограмма (А – одиночные ДЕ; Б – мышца в целом)

26 Роль АТФ в мышечном сокращении а) сокращения (образования мостиков); б) расслабления (разрыва мостиков); в) работы Са-насоса (2 АТФ и 1 ион Са); г) работы Nа,К-насоса. Однако в саркоплазме мышцы АТФ относительно немного. Ее хватит лишь на несколько мышечных сокращений (примерно 8 одиночных сокращений).

27 Пути ресинтеза АТФ 1) креатинфосфокиназный (КФ): АДФ + КФ АТФ + К 2) гликолитический, З) аэробное окисление.

28 Максимальная мощность путей ресинтеза АТФ а) фосфагенный (КФ) - 3,6 моль АТФ/мин, б) гликолитический - 1,2 моль АТФ/мин, в) окислительный - при окислении глюкозы - 0,8 моль/мин, жиров - 0,4 моль/мин.

29 Двигательные единицы - Единичное нервное волокно мотонейрона и, иннервируемые им мышечные волокна, составляют одну ДЕ 1 - тело мотонейрона; 2 - ядро; 3 - дендриты; 4 - аксон; 5 - миелиновая оболочка аксона; 6 - концевые веточки аксона; 7 - нервно-мышечные синапсы.

30 Быстрые и медленные ДЕ Быстрые Большой мотонейрон. Много АТФ. Много КФ. Активный гликолиз. Сильные, но быстро устает. Медленные Малый мотонейрон. Меньше АТФ и КФ. Менее активный гликолиз. Много митохондрий (активное окисление). Способны выполнять длительную работу.

31 Гладкие мышцы