Cтраница 2
![]() |
Работа прямых летательных мышц у насекомых с большими крыльями, таких как бабочки или стрекозы.| Скорость работы крыльев у раз. [16] |
У них отдельные сокращения мышц вызываются одиночными нервными импульсами, причем импульсы генерируются с частотой, равной частоте взмахов. Летательные мышцы, работающие таким образом, называются синхронными. [17]
Их формы широко варьируют для разных клеток. Митохондрии летательных мышц насекомых содержат развитую поверхность плотно упакованных крист; интенсивность дыхания этих клеток раз в 20 выше, чем клеток печени, митохондрии которых содержат относительно мало крист. У митохондрии клетки печени площадь поверхности внешней мембраны составляет около 13 мкм2, площадь внутренней - в три раза больше. В такой митохондрии имеется примерно 17000 дыхательных ансамблей, как это следует из содержания цитохромов. [18]
В летательных мышцах насекомых глюкоза не превращается в молочную кислоту. [19]
Некоторое представление о преимуществах этой своеобразной организации обмена веществ можно получить, вычислив ожидаемый выход высокоэнергетического фосфата в период до полной активации цикла Кребса; полученный результат можно будет затем сравнить с соответствующим значением для типичной мышцы позвоночного. В летательных мышцах насекомого, мобилизующих гликоген в аэробных условиях, 1 молекула АТФ расходуется на этапе фосфофруктокпиазы, 2 молекулы АТФ заново синтезируются при реакции фосфоглюкокиназы и еще 2 - на этапе пируваткиназы, так что чистый выход АТФ составляет 3 моля на 1 моль глюкозных остатков, расщепленных в процессе гликолиза. [20]
В мышцах ног и в мелких летательных мышцах некоторых насекомых трахеи проходят между волокнами, подобно капиллярам в мышцах позвоночных; кислород поступает в волокно, диффундируя через его поверхность. В крупных летательных мышцах насекомых система трахей глубоко внедряется внутрь волокна, перенося кислород значительно ближе к митохондриям. [21]
Хотя у других организмов эти вещества служат превосходным метаболическим топливом и при аноксии, у этих насекомых мышечная работа не может продолжаться без кислорода даже короткое время. Иными словами, сокращение летательных мышц сделалось у них полностью зависимым от аэробного обмена ] Это дает основание думать о наличии у этих насекомых весьма необычного взаимодействия между гликолизом и митохондриальным метаболизмом, и сейчас мы рассмотрим это взаимодействие и его функциональные преимущества. [22]
Мембраны митохондрии изнутри покрыты складками и выростами, в которых содержатся различные ферменты. Огромное количество митохондрий имеется в летательных мышцах насекомых, что позволяет им получать при полете большое количество энергии. [23]
Большой интерес для физики и биологии представляют летательные мышцы насекомых ( ЛМН) и близкие к этим мышцам по функции и строению тимпанальные мышцы цикад. Эти мышцы способны к быстрым периодическим сокращениям с частотой порядка 100 Гц. В структурном отношении ЛМН весьма сходны с поперечно-полосатым и мышцами позвоночных. Они также обладают поперечной полосатостью и образуют в сечении гексагональную сетку из тонких и толстых нитей - из актина и миозина. Экспериментальные данные, полученные в биохимических, электронно-микроскопических и механических исследованиях, свидетельствуют о применимости к ЛМН скользящей модели с мостиками актин - миозин. [24]
![]() |
Работа прямых летательных мышц у насекомых с большими крыльями, таких как бабочки или стрекозы.| Скорость работы крыльев у раз. [25] |
Крылья насекомых представляют собой плоские выросты экзоскелета, которые поддерживаются сложной сетью жилок. Их движения контролируются двумя главными группами мышц - прямыми и непрямыми летательными мышцами. Они поднимают и опускают крылья, а также регулируют угол взмаха крыла при полете. Когда крылья располагаются под определенным углом друг к другу, насекомое совершает поворот в воздухе. Такие мышцы участвуют и в складывании крыльев после окончания полета. [26]
АТФ во время аноксии лежит где-то в промежутке между 0 и 1 молем АТФ на 1 моль глюкозо-6 - фос-фата, подвергшегося гликолизу. Эти данные убедительно показывают, что анаэробный гликолиз в летательных мышцах насекомых крайне малоэффективен как механизм хранения энергии в форме АТФ. Становится вполне понятным, почему эта ткань нуждается в полностью аэробном обмене и почему работа летательных мышц не может продолжаться при аноксии. [27]
![]() |
Благодаря хорошо скоординированной работе мощных скелетных мышц гепард способен на расстоянии в несколько сотен метров развивать скорость до 125 км / ч. [28] |
Мышцы различаются по своей специализации. Гладкие мышцы кишечника, например, сокращаются крайне медленно, тогда как для летательных мышц таких насекомых, как мухи или комары, характерна чрезвычайно высокая частота сокращения и расслабления. Есть мышцы, способные запираться в состоянии сокращения. [29]
Таким образом, гликолиз в период продолжительного полета - процесс полностью аэробный, причем существенно, что из каждого моля глюкозо-6 - фосфата получается почти точно 2 моля пирувата. Это аналогично тому, что происходит у позвоночных, однако дальнейшие превращения пирувата в летательных мышцах насекомых происходят в аэробных условиях специфическим путем. [30]