A kémiai összetétele és szerkezete az izomrostok
A mobilitás a jellemző, az élet minden formája. Irányított mozgás a kromoszóma szegregáció a sejtosztódás során, az aktív szállítási molekulák mozgó riboszóma során fehérjeszintézist, izom-összehúzódás és pihenés. Izom-összehúzódás - a legtökéletesebb forma biológiai mobilitást. Középpontjában a mozgást, ideértve az izom-, közös molekuláris mechanizmusokat.
Az emberben, több típusa van, az izomszövet. Vázizomszövetet vázizom (vázizom, tudjuk csökkenteni önkényesen). Simaizom szövetek része az izmok belső szervek: gyomor-bél traktus, a hörgők, a húgyutak, a vérerek. Ezek az izmok akaratlanul, függetlenül a tudatunkat.
Ebben a fejezetben megnézzük szerkezetét és folyamatait vázizomzat összehúzódása és ellazulása, mivel a legnagyobb érdeklődés a sport Biokémiai.
A tanulmány a vázizmok fénymikroszkóppal megtalálták keresztirányú barázdák; ezért nevüket harántcsíkolt.
A vázizom izolált vezetője ín, izom ami kezdődik csont, izom hasa, amely szálak és ín farok izom, amely végül a másik csont (ábra. 28).
Izomrost - szerkezeti egység az izom. Háromféle izomrostok: gyorsan rángatózik fehér (VT), közepes (FR) és a lassú rángatózik (ST). Biokémiai vannak különböző mechanizmusok energiaellátás izom-összehúzódás. Általuk beidegzett különböző motoros neuronok, mint okozza az egyenetlen felvételét a munka és a különböző sebességű üvegszálas összehúzódás. Más izmok különböző kombinációja szálféleségek.
Minden izom áll ezer izomrostok, egyesült összekötő rétegek és ugyanazon shell. Izom egy többkomponensű komplex. Tartalmazza összetételét (Scheme 6) Ahhoz, hogy megértsük a szerkezet az izom kell vennie minden szintjén, szervezetére és felépítésére.
6. ábra A szintek szerkezeti szervezet az izmok
A szerkezet az izomrostok. Az izomrostok épített hosszirányban kiterjedő miofibrillumok átmérője körülbelül 1 mikron, amelyek láthatók a sötét és világos váltakozó kerekek. Sötét kerekek mutatnak kettős törést, és az úgynevezett
Ábra. 29. A szerkezet az izmok különböző szinteken a szervezet: a - az izomrostok; b - a hely, a pihenő izomzat miofibrillumok
Miofibrilláris struktúrák aggregátumok álló vastag szálak körülbelül 14 nm átmérőjű, és elosztásban közöttük vékony szál átmérője 7-8 nm. A szálak vannak elrendezve, oly módon, hogy magában foglalja a vékony végeiken a rések közötti vastag. Lemezek I állnak csak vékony szálak és lemezek A - A kétféle szálakat. H zóna tartalmazza csak vastag szálak, Z vonal tartja vékony szálak össze. közötti vastagságú
és vékony szálak keresztirányban vannak elrendezve hidak (összenövések) körülbelül 3 nm vastagságú; A hidak közötti távközt 40 nm.
A vastag szálak állnak miozin fehérjét. Összesen miozin ábrán látható szerkezet 30. A rúd-miozin molekula két azonos mag áramkörök (200 kD) és négy könnyű láncok (20 kD), a teljes tömege körülbelül 500 kDa miozin. A miozin áll globuláris, alkotó két fejrész csatlakozik egy nagyon hosszú rúd. A rúd kétszálú # 945; -spiralizovannuyu coiled-coil.
Ábra. 30. sematikus ábrázolása miozin molekulák
Miozin molekulák együttesen alkotnak szálak, amely körülbelül 400 rúd molekulák kapcsolódik egymáshoz úgy, hogy a pár fejek miozin molekulák fekszenek a parttól 14,3 nm egymástól; vannak elrendezve, spirálisan (ábra. 31). A miozin filamentumok csatlakozott „farok farok”.
Ábra. 31. Csomagolás miozin molekulák a kialakulása egy vastag filamentum
A miozin három biológiailag fontos funkciója van:
· Fiziológiás pH és ionerősség a miozin molekulák spontán módon a szál.
· A miozin katalitikus aktivitással rendelkezik, azaz egy enzim. 1939-ben, VA Engelhardt és MN Ľubimová találtuk, hogy a miozin képes katalizálni az ATP hidrolízisével. Ez a reakció egy közvetlen forrása a szabad energia szükséges az izom-összehúzódás.
· A miozin kötődik polimerizált aktin formában - a fő protein komponense vékony miofibrillumok. Ez az a kapcsolat, mint azt az alábbi ábrán látható, kulcsszerepet játszik az izom-összehúzódás.
Vékony szálak állnak aktin, tropomiozin és a troponin. A fő komponens a vékony szálat, az aktin - oldható globuláris fehérje, amelynek molekulatömege 42 kDa; ebben a formában az aktin nevezik G-aktin. A izomrost aktin polimerizált formában amelyet A F-aktin. Vékony szálak kialakult kettős-szálú izom aktin szerkezetek kapcsolják össze nem kovalens kötések.
Tropomiozin egy rúd alakú molekula molekulatömege 70 kD, amely két különböző # 945, spirális polipeptid lánc csavart egymáshoz képest. Ez a viszonylag merev molekulák található horony a spirál lánc F-aktin; hossza megfelel 7 G-aktin monomerek.
A harmadik komponens a vékony szálak - troponin (Tn), amelynek molekulatömege körülbelül 76 kDa. Ez egy gömb alakú molekula, amely három különböző alegységből, amelyek úgynevezett funkcióik szerint: tropomiozinsvyazyvayuschey (Tn-T) gátló (Tn-I) és a kaltsiysvyazshayuschey (TH-C). Minden egyes eleme a vékony izzószál csatlakozik két másik nem-kovalens kötések:
Az izom, ahol az összes fenti komponenseket egymáshoz szerelve egy vékony szál (32.), Tropomiozin blokkok összekötő miozinfej bezárásához F-aktin
Ábra. 32. közbeiktatásával tropomiozin, troponin és aktin vékony szál izmok
Aktin-tropomiozin-troponinmiozinovy komplex jellemzi, mint a Ca 2+. Mg2 + -ATP-áz.
Figyelembe véve a kontraktilis elemek izmok, lépni, hogy vizsgálja meg más elemek, amelyek fontos szerepet töltsenek be az izom-összehúzódás.
Izomrost áll a sejtek körül electroexcitability membrán - sarcolemma. amely, mint bármely más membrán lipoprotein jellegű (bimolekuláris réteg vastagsága körülbelül 10 nm). Leállítja sarcolemma izomrostok belső tartalmát a szövetközi folyadék. Mint a többi membránok sarcolemma szelektív permeabilitása a különböző anyagok. Ne adja át rajta makromolekuláris anyagokat (fehérjék, poliszacharidok, stb), de a glükóz, tejsav és a piroszőlősav, ketonok, aminosavak és rövid peptidek.
Transfer keresztül sarcolemma aktív karakter (felhasználásával szerek), amely lehetővé teszi, hogy intracelluláris akkumulációja bizonyos anyagok koncentrációja nagyobb, mint a külső. Sarcolemma szelektív permeabilitás jelentős szerepet játszik az okozza gerjesztés az izomrostok. Sarcolemma permeábilis kálium-kationok, hogy felhalmozódnak a izomrostok. Ugyanakkor, ez tartalmazza a „ion szivattyú”, kimenetre a sejtek nátrium-kationok. A nátrium koncentrációját kationok az intersticiális folyadék nagyobb, mint a koncentrációja kálium kationok a sejtben; Továbbá, a belső zónák szálakat tartalmaznak jelentős számú szerves anionok. Mindez azt eredményezi, hogy a megjelenése a külső felülete szarkolemmából meghaladó pozitív, de a belsejében - a negatív töltések. A különbség a díjak vezet membránpotenciál, amely a nyugalmi állapotban az izomrostok van 90-100 mV, és előfeltétele és vozniknoveiya gerjesztés.
Intracelluláris folyadék úgynevezett szarkoplazma. A szarkoplazma lokalizált szerves anyagok, ásványi sók és szubcelluláris részecskék, mag, mitokondrium, riboszómák, amelynek funkciója az, hogy az anyagcserét a izomrostokban ható szabályozás a szintézis specifikus izomfehérjék.
Belül a rendszer a szarkoplazmatikus hosszanti és keresztirányú csövek, membránok, buborékok viselése nazvaniesarkoplazmatichesky retikulum (SR). A vastagság a SR membránon körülbelül 6 nm. Sarcoplasmaticus retikulum szarkoplazma oszlik külön rekesz, amelyben a különböző biokémiai folyamatok zajlanak. Buborékok és csövek csavarja körül minden myofibril. A csatornákon keresztül kapcsolódó a külső sejtmembránban, közvetlenül cserélhetnek anyagok közötti sejtszervecskéket és az intercelluláris folyadék. Gyűjtőcsatorna szolgálhat, hogy elterjedt a gerjesztési hullámhossz a külső membrán a szál, hogy a belső zónákat. A membránnal körülvett vezikulumok szomszédos miofibrillumok tartalmazhatnak fehérjéket kötő kalcium-kationok.
Az érték a szarkoplazmatikus retikulum nagyon nagy. Ez közvetlenül a összehúzódása és ellazulása izmok leadást szabályozó kalciumkationjaival az izomrostok. Amellett, hogy az a része, a szarkoplazmatikus retikulum riboszómák kapcsolódnak, amelynek célja fehérjeszintézist. Ebben a részben a retikulum, ahol nincs riboszóma szintetizált számos szükséges izomrost anyagok: lipidek, klikogena.
Az egyik fő szerkezeti komponens izomrostok mitokondrium. A mitokondriumok száma a izomrostok igen nagy, és ők vannak elrendezve a lánc mentén a miofibrillumok, szorosan tapadt a membránok a retikulum.
Mint minden a sejtek (fenntartással, hogy használja ezt a kifejezést, hogy az izomrostok nem teljesen helyes) a izomrost van egy mag, amelyek úgy vannak elrendezve, a szarkolemma. A mag elválik a szarkoplazmatikus két membrán, amelyek közül az egyik (belső) lehet nevezni egy nukleáris és egy második (külső) héj a mag halad át retikulum membránján. A tér között ez a két membrán kommunikál a csatornácskáiban szarkoplazmatikus retikulum. Belül az atommag nukleoláris és a kromatin. A készítmény tartalmaz kromatin DNS, proteinek és kis molekulatömegű RNS-t. A DNS-t kódolt információt a fehérjék szerkezete szintetizált az izomrostok.
A izomrost van, és a lizoszómák amelyben lokalizált hidrolitikus enzimek lebontják fehérjék, lipidek és poliszacharidok. Nagyon intenzív izom munka megsértés történik lizoszomális membránok (akár növeljék permeabilitás) található, és a szarkoplazma enzimek, lokalizált abban biopolimerek. De ez a jelenség - nem zavar.