Модель скользящих нитей. Биомеханика мышцы. Уравнение Хилла. Моделирование мышечного сокращения. Электромеханическое сопротивление. Тема: Модель скользящих нитей. Биомеханика мышцы. Уравнение Хилла. Моделирование мышечного сокращения. Электромеханическое сопротивление. Выполнили: Тлебергенова Ж., Уразбаев А. Группа: 121 А Проверила: Турганбаева А.У.

План: Биофизика мышечного сокращения Структура поперечно – полосатой мышцы Модель скользящих нитей. Биомеханика мышцы. Уравнение Хилла. Мощность одиночного сокращения Моделирование мышечного сокращения. Электромеханическое сопряжение в мышцах

Мышечное сокращение Мышечное сокращение – укорочение мышцы, в результате которого она производит механическую работу. Мышечная активность Мышечная активность в процессе жизнедеятельности обеспечивает работу отдельных органов и целых систем: работу опорно-двигательного аппарата, легких, сосудистую активность, желудочно-кишечного тракта, сократительную способность сердца. Нарушение работы мышц может приводить к патологиям, а ее прекращение - даже к летальному исходу.

мышцы кишечника, стенки сосудов : скелетные, мышцы сердца

А - строение поперечно полосатого мышечного волокна (миосимпластта) Б - поперечно полосатые мышечные волокна (миосимпласт та) 1. - мышечное волокно. 2.- миофибрилла миофиламенты ядра мышечных волокон.

Строение двух миофибрилл мускульного волокна 1 - саркомер; 2 - полоска А (диск А); 3 - полоска Н; 4 - М-линия (мезофрагма) внутри полоски Н; 5 - диск И (полоска И); 6 - телофрагма (Z-линия) внутри диска И; 7 - митохондрия; 8 - терминальная (конечная) цистерна; 9 - саркоплазматическая сетка; 10- поперечные трубочки.

В расслабленном состоянии миофибрилл молекулы тропомиозина блокируют прикрепление поперечных мостиков как типовым цепям. Ионы Са активируют мостик и открывают участки их прикрепления к актину В результате мостики миозина прикрепляются к актиновые нитям, расщепляются молекулы АТФ и изменяется конформация мостиков: их головки поворачиваются внутрь саркомера.

Это приводит к генерации силы, скольжение актина относительно толстой нити миозина к центру саркомера, что вызывает укорочение мышцы. После окончания активации мостик размыкается, и саркомер возвращается в исходное состояние. Рассмотренная структура и последовательность процессов называется моделью скользящих нитей «Теория скользящих нитей» - концепция, объясняющая механизм сокращения миофибриллы. Разработана в 1954 г. независимо друг от друга Хью Эзмором Хаксли и Сэром Андру Филдингом

Эндрю Филдинг Хаксли

Фундаментальные понятия механики мышц Упругость – свойство менять размеры и форму. Обусловлена силами взаимодействия его атомов и молекул Вязкость – внутреннее трение среды Деформация - относительное изменение длин Деформация - относительное изменение длин Напряжение - мера внутренних сил, возникающих при деформации материала

Уравнение Хилла – определяет зависимость скорости укорочения от нагрузки V – скорость укорочения P - нагрузка Po – максимальное изометрическое напряжение, развиваемое мышцей b – константа, имеющая размерность скорости a – константа, имеющая размерность силы

Зависимость скорости одиночного сокращения мышцы от нагрузки

Электромеханическое сопряжение Электромеханическое сопряжение – это цикл последовательных процессов, начинающийся с возникновения потенциала действия на сарколемме и заканчивающийся сократительным ответом мышцы

1 - поступления Nа и 2 - поступления Са 2+ в клетку при возбуждении мембраны (деполяризация) 3 - кальциевый залп (замыкание мостиков) 4 - активный транспорт Са 2+ в СР 5 - выход из клетки К+, вызывающий реполяризации ю мембраны, 6 - активный транспорт Са 2+ из клетки Схема электромеханического сопряжения в кардиомиоците (М - клеточная мембрана-сарколемма, СР - саркоплазматический ретикулум, МФ - миофибрилла, Z - z-диски, Т - Т-система поперечных трубочек)