Миофибриллы
Cтраница 3
В этой связи весьма интересны исследования Ш т ю б е л я ( 11923 г.), Муральта ( 1933 г.), Шмидта ( 1937 г.) и др. над мышечным волокном. Известно, что миофибриллы слагаются из правильно чередующихся участков ( см. рис. 102), одни из которых при обычных условиях микроскопического наблюдения кажутся более темными, другие более светлыми. Это чередование и обусловливает поперечную исчерченность мышечного волокна. Светлые и темные участки называются дисками и являются основными структурными элементами миофибриллы. [31]
Таким образом исследуется химическая природа обоих типов волокон. Интересно, что при этих процедурах не разрушаются миофибриллы, и Z - no - лосы сохраняются с их регулярными интервалами. Это означает, что какая-то, пока не выясненная ( вероятно, белковая), система связей L перекрывает обе сети волокон, не препятствуя их взаимному скольжению. В поперечном сечении такой мышцы волокна распределены беспорядочно ( рис. 2 з), но в некоторых случаях образуют более или менее развитую гексагональную упаковку. Некоторые из мышц с косой исчерченностью спиральны: А - и Z-полосы образуют сеть спиралей, составляющих цилиндрические миофибриллы. [32]
Таким образом исследуется химическая природа обоих типов волокон. Интересно, что при этих процедурах не разрушаются миофибриллы, и Z - no - лосы сохраняются с их регулярными интервалами. Это означает, что какая-то, пока не выясненная ( вероятно, белковая), система связей L перекрывдет обе сети волокон, не препятствуя их взаимному скольжению. В поперечном сечении такой мышцы волокна распределены беспорядочно ( рис. 2, з), но в некоторых случаях образуют более или менее развитую гексагональную упаковку. Некоторые из мышц с косой исчерченностью спиральны: А - и Z-полосы образуют сеть спиралей, составляющих цилиндрические миофибриллы. [33]
Органами, обеспечивающими возможность перемещения тела в пространстве и выполнение человеком и животными физической работы, являются, как известно, скелетные поперечнополосатые мышцы. Собственно сократительными элементами мышечной ткани являются, однако, миофибриллы - волокнистые образования, расположенные в форме пучков нитей в саркоплазме мышечного волокна. При микроскопическом исследовании миофибриллы скелетных мышц обнаруживают характерную поперечную исчерченность, зависящую от оптической неоднородности входящих в их состав белковых веществ. [34]
В последние годы выявлено, что вставочные диски, соединяющие клетки миокарда, имеют различную структуру. Одни их участки выполняют чисто механическую функцию, соединяя миофибриллы клеток. Другие участки обеспечивают транспорт через мембрану миоцита необходимых ему веществ. Нарушение межклеточных взаимодействий приводит к асинхронному возбуждению клеток миокарда и появлению сердечных аритмий. [35]
В три стакана ( объемом 100, 50 и 50 мл) наливают по 30 мл среды выделения, охлажденной до 0 С. Среда гомогенизации должна содержать соли, так как в растворе сахарозы или других неэлектролитов миофибриллы желатинируются и плохо разрушаются. Первый стакан ( на 100 мл) взвешивают, второй ( на 50 мл) помещают в замораживающий холодильник, чтобы в жидкости появились кристаллы льда. [36]
Многие вещества биологического происхождения могут иметь жидкокристаллическую структуру. Например, миозин - белок, входящий в состав сократимого вещества мышечной ткани ( миофибриллы) - обладает способностью образовывать лиотропные жидкие кристаллы. Коллаген, содержащийся в опорных тканях ( кости, сухожилия) и в мозге, близок по своей структуре к жидким кристаллам нем этического типа. Особенно - велико число липоидов, способных образовывать жидкие кристаллы. Например, смесь керазина и лецитина уже при незначительном смачивании водой образует лиотропяые омектические жидкие кристаллы. Ьольшой интерес представляют холестерин и особенно его эфиры, которые в организме часто находятся в жидкокристаллическом состоянии, в частности в виде жидкокристаллических сферолитов. [37]
Следует ожидать, что особенно многочисленны митохондрии в таких клетках, которые расходуют очень много энергии, например в мышечных клетках человека и животных. В основе сокращения и расслабления мышцы, безусловно, лежит сжатие и растяжение белковых молекул, которые буквально сотнями связаны параллельно друг с другом в пачки, образуя миофибриллы. [38]
Основа столь исключительной работоспособности летательных мышц колибри заложена в их ультраструктуре и биохимии. Как видно на микрофотографиях ( рис. 24), топливо ( жировые капельки) и аппарат для его сжигания ( митохондрии) занимают здесь так много места, что сами миофибриллы кажутся второстепенным компонентом мышечной ткани. Кроме того, пространственные взаимоотношения 1) резервов топлива, 2) систем, синтезирующих АТФ, и 3) использующих АТФ мышечных фибрилл способствуют быстрой передаче энергии работающим миофибриллам. [39]
Вследствие быстрого увеличения проницаемости мембран концевых цистерн для ионов Са2 они устремляются под действием градиента концентрации из цистерн в саркоплазму. Роль ионов Ga в процессе возбуждения сокращения мышечных волокон была выяснена Маршем в 1952 г. Когда концентрация ионов Са24 в саркоплазме достигает значения 5 10 - 6 моль и с помощью диффузии они достигают концевых областей Л - дисков, начинается процесс сокращения длины миофибрилл за счет энергии гидролиза молекул АТФ, концентрация которых в сарколе-ме, омывающей миофибриллы, сравнительно велика. Бремя перемещения ионов от концевых цистерн к активным участкам миофибрилл составляет примерно 10 мс. На это время сокращение отстает от нервного импульса. [40]
Большая часть объема мышечных волокон ванята сократительными элементами - миофибриллами, которые расположены параллельными пучками вдоль волокна. Каждое волокно содержит около 108 миофибрилл. Миофибриллы окружены внутриклеточной жидкостью - саркоплазмой. В саркоплазме содержатся митохондрии, расположенные вдоль миофибрилл. В наиболее активных мышцах митохондрии весьма многочисленны. [41]
 |
Строение сердечной мышцы. [42] |
Стенка сердца образована сердечными мышечными волокнами, соединительной тканью и мелкими кровеносными сосудами. Каждое мышечное волокно ( кардиомиоцит) содержит одно или два ядра, множество крупных митохондрий и множество параллельных друг другу миофиб-рилл. Миофибриллы образованы актиновыми и миозиновыми нитями ( миофиламентами), которые обеспечивают сокращение кардиомиоци-та подобно тому, как это происходит в скелетной мышце ( разд. Темные полосы, называемые интеркалярными или вставочными дисками, представляют собой поверхностные клеточные мембраны, отделяющие одну мышечную клетку от другой. [43]
Тонкие нити образованы белком актином, а толстые - миозином. Микроскопически структура миофибриллы напоминает гексагональную фазу лиотропного жидкого кристалла, в к-рой роль цилиндрич. Связав молекулу АТФ, миозиновая головка переходит в активированное состояние и прикрепляется к одной из актиновых субъединиц ближайшего микрофиламента, что, в свою очередь, вызывает гидролиз АТФ. За счет выделившейся при этом энергии головка переходит в новое конформац. Связывание - комплекса миозин - АТФ с актином возможно только в присутствии ионов Са2, к-рые высвобождаются при деполяризации мембраны, вызванной приходом нервного импульса. [45]
Страницы: 1 2 3 4 5